1- Historique sur le genre - Université Ferhat Abbas de Sétif
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1- Historique sur le genre - Université Ferhat Abbas de Sétif
REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LE RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE FERHAT ABBAS – SETIF – THESE Présentée à la Faculté des Sciences Département de Biologie Pour l’Obtention du Diplôme de DOCTORAT En SCIENCES Option : BIOLOGIE VEGETALE par Mme LOGRADA Takia THEME Etude Caryologique et Phytochimique de Six Espèces Endémiques du genre Genista L. en Algérie. Soutenue le : 04/07/2010 Devant le jury Président : Dr. Zaidi Farouk M.C. Université Ferhat Abbas Sétif Rapporteur : Dr. Adel Nadjib Chaker Prof. Université Ferhat Abbas Sétif Examinateur : Dr. Sahnoune Mohamed M.C. Université A. Mira Béjaia Examinateur : Dr. Yahya Abdelwahab M.C. Centre Universitaire de Mila Remerciement Je tiens à remercier particulièrement le professeur Adel Nadjib Chaker d'avoir supervisé ce travail, de m'avoir encouragé durant toute la période de réalisation des travaux de recherche de cette Thèse. Je suis très touché par son humanisme, sa compréhension et la confiance qu'il m'a accordée. J'exprime ma vive et profonde gratitude à Monsieur le DR. Zaidi Farouk. pour avoir accepté de juger en présidant le jury de thèse Je remercie Monsieur le Dr. Sahnoune Mohamed d’avoir accepté d’être membre de jury. Mes remerciements vont à Monsieur le Dr. Yahya Abdelwahab d'avoir accepté de juger ce travail et de m'avoir fait l'honneur de participer à ce jury de Thèse. Je remercie spécialement Monsieur le Dr. Chalchat J.C., son aide dans la réalisation des analyses phytochimiques et Messieurs les docteurs Feguiredo G. et Challard P., Je remercie Monsieurs Tsiba, Mamadou et Aimé d’avoir mis à ma disposition leurs connaissances dans le domaine de la chimique et les proceding des chromatogrammes. Je remercie Madame Silini H. pour son aide et sa gentillesse Je remercie très sincèrement Monsieur le Dr. Gharzouli Rachid pour ces conseils et les encouragements qu'il m'a témoigné. Les travaux de recherche, concernant cette Thèse, ont été réalisés en partie dans le laboratoire des huiles essentielles et des Hétérocycles de Clermont Ferrant. Je tiens à exprimer ma gratitude à l’ensemble du personnel pour l'accueil qu'il m'a réservé dans laboratoires et de l'intérêt qu'il a manifesté pour ma recherche. - Publications internationales avec comité de lecture Lograda Takia, Adel Nadjib Chaker , Jean Claude Chalchat, Messaoud Ramdani , Hafsa Silini, Gilles Figueredo , 2010, Chemical Composition and Antimicrobial Activity of Essential Oils of Genista ulicina and G. vepres, Natural Product Communications, 5(5): 835-838. Lograda Takia, Adel Nadjib Chaker , Jean Claude Chalchat, Messaoud Ramdani , Hafsa Silini, Gilles Figueredo , 2009, Chemical composition and antimicrobial activity of essential oil of Genista ulicina Spach. and G. vepres Pomel., Assian Journal of Plant Sciences, 8(7): 495-409. Ramdani M. and Lograda T., 2009; Foliar sesquiterpene variations in natural populations of Cupressus dupreziana in Tassili n’Ajjer (Algeria)., Assian Journal of Plant Sciences, 8(1): 59-63. Ramdani M., Rached O., Lograda T. and Aggoune A., 2007; Genetic diversity in foliar terpinoids among natural populations of Cupressus dupreziana in Tassili n’Ajjer (Algeria)., Asian Jouernal of Plant Sciences, 6(8): 1211-1216. Ramdani M., Rached O., Laouer H., El Koli M. and Lograda T., 2007; Chemical Composition and Antibacterial Activity of Cupressus dupreziana A. Camus., Natural Product Communications, 2(9) : 945 – 949. Ramdani M., Rached O. and Lograda T., 2006; Foliar monoterpene variation in natural populations of Cupressus dupreziana in Tassili n’Ajjer (Algeria)., Revue des Régions Arides, Numéro spécial, SIPAM : 197-206. - Communications orales Ramdani M., Rached O. and Lograda T., 2006, Foliar monoterpene variation in Natural populations of Cupressus dupreziana in Tassili n’Ajjer (Algeria)., International Symposium on Perfume, Aromatic and Medicinal plantes/ from production to valorization/ SIPAM 2006., Tunisia. Ramdani M. et Lograda T., Chemical Composition and Antibacterial Activity of Cupressus dupreziana A. Camus., Seminary of Research, Development and Innovation : Biochnology in the Arab Word, Amman, Jordan March 3-5, 2008. Ramdani M. and Lograda T., 2009; Genetic variability in natural populations of Cupressus dupreziana., 8ème journées Biotechnologique,20-23 décembre 2009 Sousse, Tunisie. Lograda Takia et Ramdani Messaoud, 2009, Chemical composition and antimicrobial activity of essential oil of Genista numidica Spach. and G. saharae Coss. Et Dur., 8ème journées Biotechnologique, 20-23 décembre 2009, Sousse, Tunisie. Sommaire I . SOMMAIRE INTRODUCTION 1 CHAPITRE I : GENERALITES 5 1- Position systématique du genre Genista L. 5 1- 1- Historique du genre Genista L. 5 1- 2- Les Groupements Génériques dans les Genisteae 5 1- 3- Histoire Taxonomique 6 1- 4- Limite générique du genre Genista 9 1- 5- Classification infra-générique du genre Genista 14 1- 6- Morphologie du genre Genista LINN. SP. PL., 709 (1753) 16 1- 6- 1- TIGE : 16 1- 6- 2- EPINES 16 1- 6- 3- FEUILLES : 17 1- 6- 4- INFLORESCENCE 17 1- 6- 5- BRACTEES ET BRACTEOLES 17 1- 6- 6- CALICE 18 1- 6- 7- COROLLE :. 18 1- 6- 8- LEGUMES : 18 1- 7- Morphologie des espèces étudiées du genre Genista L. 1- 7- 1- Section Voglera 19 19 1- 7- 1- 1- Genista ulicina Spach. 19 1- 7- 1- 2- Genista tricuspidata Desf. 20 1-7-1-3- Genista vepres Pomel 21 1- 7- 2- Section Spartocarpus. 1- 7- 2- 1- Genista numidica Spach. 1- 7- 3- Section Cephalospartum 1- 7- 3- 1- Genista microcephala Coss.& Dur. 1- 7- 4- Section : Spartidium 1- 7- 4- 1- Genista saharae Coss. & Dur 1- 8- Classification du genre Genista L. 2- Caryologie du genre Genista L. 22 22 23 24 25 25 26 27 2- 1- Nombres chromosomiques du genre Genista L. 28 2- 2 - Nombre chromosomique de base 29 Sommaire II . 3- Généralités sur les huiles essentielles 3- 1- Historique 3- 2- Procédés d’obtention de matières parfumées 34 34 35 3- 2- 1- La digestion 35 3- 2- 2- L’enfleurage 36 3- 2- 3- Extraction par solvants volatils 36 3-3- Huiles essentielles 37 3-3-1- Définition 37 3- 3- 2- Concrète 39 3- 3- 3- Pommade florale 39 3- 3- 4- Résinoïde 39 3- 3- 5- Absolue 40 3- 4- Répartition et localisation 40 3- 5- Obtention des huiles essentielles 41 3- 5- 1- Par expression des épicarpes de Citrus 41 3- 5- 2- Par distillation en présence d’eau 42 3- 6- Facteurs de variabilité 42 3- 6- 1- Diversité selon l’organe végétal 42 3- 6- 2- Influence de la période de récolte, du climat et du sol 43 3- 6- 3- Influence des différents paramètres sur la qualité des huiles essentielles 43 3- 6- 3- 1- Influence de la qualité du végétal 43 3- 6- 3- 2- Influence de la lumière, du pH et de la cinétique au cours d'extraction 44 3- 6- 4- Existence de variétés chimiques ou chémotypes 45 3- 6- 5- Rôle des huiles essentielles dans la plante 45 4- Méthodes d’identification des composés 46 4- 1- La chromatographie en phase gazeuse 47 4- 2- Indice de rétention 48 4- 3- Biosynthèse des constituants volatils et odorants 49 4- 3- 1- Classification des composés terpéniques 50 4- 3- 2- Origine biosynthétique de l’isoprène 51 4- 4- Les acides gras 4- 4- 1- Structure des lipides 53 53 4- 4- 1- 1- Acides gras saturés 54 4- 4- 1- 2- Acides gras insaturés 55 Sommaire . 4- 5- Les glycérides III 55 4- 5- 1- Localisation 55 4- 5- 2- Structures 55 4- 6- Biochimie du genre Genista L. 5- Utilisation des huiles essentielles en aromathérapie 5- 1- Activité biologique 56 58 59 Chapitre II : Matériel et Méthodes 62 1- Choix des stations et échantillonnages 62 2- Méthodes 63 2- 1- Techniques caryologiques 63 2.- 1- 1- Germination 63 2- 1- 2- Prétraitement 64 2- 1- 3- Fixation 64 2- 1- 4- Maturation 65 2- 1- 5- Coloration et écrasement 65 2- 1- 6- Observation et photographie 66 2- 1- 7- Montage et conservation des préparations 66 2- 1- 8- Réalisation des caryogrammes 67 2- 2- Analyse phytochimique 67 2- 2- 1- Matériel végétal 68 2- 2- 1- Extraction par hydrodistillation. 68 2- 2- 2- Analyse semi-quantitative. 69 2- 2- 3- Analyse par spectrométrie de masse. 72 2- 3- Test de l’activité antimicrobienne 72 2- 4- Techniques numériques d'analyse des données 73 2- 4- 1- Analyse en Composantes Principales (A.C.P.) 73 2- 4- 2- Unweighted Pair Group Method with Arithmetic mean (UPGMA) 73 Chapitre III : Résultats et Discussion 74 1- Résultats caryologiques 74 1- 1- Genista tricuspidata Desf. 74 1- 2- Genista vepres Pomel 74 1- 3- Genista numidica Spach 74 1- 4- Genista microcephala Coss. & Dur. 75 1- 5- Genista ulicina Spach 75 Sommaire . IV 1- 6- Genista saharae Coss. & Dur. 75 1- 7- Analyse des caryotypes 75 2- Résultats chimiques 2- 1- Analyse des huiles essentielles du genre Genista L. 2- 1- 1- Composition de l'huile essentielle de Genista saharae 85 86 86 2- 1- 2- Composition de l'huile essentielle de Genista microcephala 90 2- 1- 3- Composition de l'huile essentielle de Genista numidica 93 2- 1- 4- Composition de l'huile essentielle de Genista tricuspidata 97 2- 1- 5- Composition de l'huile essentielle de Genista ulicina 101 2- 1- 6- Composition de l'huile essentielle de Genista vepres 101 2- 1- 7- Etude Comparative des six espèces 105 2- 2- Analyse en Composantes Principales (ACP) 114 2- 2-1- Etude des variables 114 2- 2- 2- Etude des espèces de Genista 118 2- 3- UPGMA 120 3- Hérédité chez le genre Genista 129 4- Résultats microbiologiques 129 CONCLUSION 131 Bibliographie 134 Annexe Introduction . 1 INTRODUCTION La tribu des Genisteae (Adans.) Benth., famille des Fabaceae, est essentiellement méditerranéenne (Polhill, 1976). Elle possède une grande importance écologique, non seulement pour la grande diversité des espèces, mais aussi par la colonisation des forêts dégradées et les zones déboisées et de dominer de nombreuses communautés végétales (López González, 2001). La tribu constitue un groupe complexe, soulevant des problèmes d’ordres taxonomiques, caryologiques et phylogéniques. Cette complexité dérive de la forte différentiation morphologique, de l’importance de propagation adaptative et d’une évolution caryologique. Différents processus paléo-climatiques et géologiques sont impliqués dans l'évolution des communautés végétales méditerranéennes, y compris les Genisteae (Pardo et al., 2008). L'ouverture du détroit de Gibraltar dans le Pliocène a affecté la répartition actuelle et le vicarisme des Genisteae (Loget et Van Den Driessche, 2006). A la fin du Miocène, deux autres facteurs historiques ont joué un rôle décisif dans la formation des espèces végétales et dans la distribution de l'endémisme autour de la Méditerranée: l'apparition d'une sécheresse estivale et le développement des activités humaines (Thompson, 2005). La polyploïdie a jouée un rôle considérable dans l'évolution du groupe des Genisteae (Goldblatt, 1981). La tribu Genisteae comprend 30 genres avec 470 espèces; sur le plan morphologique la plupart des unités systématiques possèdent des caractères évolués et des caractères primitifs. Ces caractères ne se trouvent jamais en parallèle (Verlaque, 1988). Verlaque, (1988) et Cusma et al., (2009) considèrent qu’une meilleure connaissance de la polyploïdie, peut fournir des renseignements considérables sur les liens de parenté de certains groupes. Alors que Polhill, (1976); Bisby, (1981); Goldblatt, (1981) considèrent que la variabilité chromosomique est sans aide réelle à la systématique. Introduction . 2 Le genre Genista L. joue un rôle important dans la forêt méditerranéenne, subméditerranéen et des communautés arbustives (Rivas Martinez et Belmonte, 1987). A part l’étude complète du genre par Spach (1844-1845), des révisions mineures ont été consacrées à des sections dans des zones géographiques restreintes et isolées (Buchegger, 1912 ; Vierhapper, 1919 ; Rothmaler, 1941 ; Vicioso, 1953 ; Gibbs, 1966). Le genre Genista, reconnu comme tel par Linné, (1753) incluait les genres Genistella et Spartium (y compris certaines espèces aujourd'hui incluses dans le genre Cytisus) et le complexe Genista-Spartium. Les limites génériques du genre ont été une source de confusion taxonomique. Suite à cette ambiguïté fondamentale, les genres originaux linnéens ont été remaniés à maintes reprises. Les travaux de Cristofolini et Chiapella, (1977) et de Pardo et al., (2004) montrent l'existence de lignées de diversification au sein du genre Genista qui correspondent aux trois sous-genres: Genista, Phyllobotrys et Spartocarpus. Dans la révision actuelle de Gibbs, trois groupes distincts ont été reconnus au sein de Genista sur la base d'un certain nombre de corrélations de caractères, les noms sub-génériques de Spach ont été retenus pour ces regroupements, même si les sections constitutives et des espèces de chacun des nouveaux sous-genres diffèrent considérablement des groupements d'origine. Le genre Genista avec ses 23 espèces, représentées en Algérie, 11 sont endémiques (Maire, 1987), constituent un matériel intéressant qui mérite d’être mieux connu afin de mettre .en lumière ses avantages et ses potentialités. Ce genre se distingue également par ses effectifs élevés d’espèces sous espèces et ces variétés endémiques et rares. Les résultats caryologiques constituent un élément majeur pour la compréhension d'un genre dont le patrimoine génétique évolutif est essentiellement lié à l'aneuploïdie et à l’euploïdie. La caryologie du genre Genista L. reste encore assez mal connue à l’exception des taxons ibériques. L'évolution du genre est associé à des variations du nombre chromosomique en raison de la polyploïdie (Sanudo, 1979 ; Verlaque, 1992 ; Goldblat, 1981). Introduction . 3 Les recherches cytologiques sur Genista se sont limitées à l'étude des mitoses somatiques, les objectifs de ces études visent à déterminer le nombre chromosomique, leur morphologie et parfois l'établissement des caryotypes. Du point de vue variabilité chromosomique, le genre Genista L. est le plus diversifié de la tribu des Genisteae avec 24 nombres chromosomiques différents, ce qui témoigne de la diversité du niveau de ploïdie. Les comptages chromosomiques connus montrent que 20,45% des taxons sont diploïdes et 79,55% polyploïdes, la proportion des taxa tétraploïdes étant la plus importante (56,82%). L'abondance des nombres chromosomiques dans ce genre laisse à penser que la variabilité du nombre de base est plus diversifiée. Sanudo, (1974) admet que les nombres chromosomiques de bases (x = 9, 11, 12, 13, 14, 15...) ont évolué à partir d'espèces primitives de Légumineuses par aneuploïdie, dont le nombre de base original est x = 8. Au sein d’une même espèce la composition chimique de l’huile essentielle peut varier, on parle alors de races chimiques ou de chémotypes. Il s’agit d’un polymorphisme chimique. Une espèce peut être homogène au niveau de son caryotype et produire des huiles essentielles de compositions différentes (Garnero, 1985 ; Charles et Simon, 1992). Le rendement en huile essentielle et la teneur en principaux constituants diffèrent selon le lieu d’implantation de la population. (Charchari et Boutekedjret, 1994). Plusieurs hypothèses sont avancées sur le rôle des huiles essentielles, elles peuvent jouer des rôles aussi variés qu’importants. Les plantes renferment des substances particulières, les métabolites secondaires (Normant et Normant, 1968; Roberts et Marjorie, 1977), utilisées à des fins taxonomiques (Erdtman in Misset, 1975). La recherche de molécules naturelles aux propriétés antimicrobiennes et antioxydantes est d’une grande importance aussi bien dans le domaine médicale que dans le domaine de l’industrie alimentaire. Dans ce contexte, les huiles essentielles constituent des sources potentielles pour ce type de molécules. Les effets antimicrobiens des différentes espèces de plantes aromatiques et d'épices sont connus depuis longtemps et mis à profit de manière empirique. Introduction . 4 Notre objectif est la valorisation de six espèces endémiques du genre Genista L. de l’Est algérien. Dans ce contexte une étude caryologique, vise à déterminer les nombres chromosomiques nouveaux de nos populations. Une caractérisation phytochimique, en utilisant comme marqueurs génétiques les produits du métabolisme secondaire, obtenus par chromatographie en phase gazeuse des huiles essentielles. Une évaluation de l'activité bactérienne des huiles essentielles sur Escherichia coli, Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa. Ce travail est une contribution au couplage de la génétique des espèces et de la taxonomie dans les études des populations et peuplements naturels. Le choix d'avoir mené en même temps une étude de taxonomie et de génétique des populations peut surprendre. Ces deux disciplines possédaient certaines bases théoriques et méthodologiques communes et qu'il était nécessaire de combiner les résultats taxonomiques et génétiques pour répondre à certaines questions d’évolution et d’apparenter des espèces. Afin de situer le contexte dans lequel la thèse s'inscrit, notre travail s'articule sur 3 chapitres: 1- Chapitre I : regroupe des généralités sur le genre Genista, il comprend quatre parties bien distinctes *- première partie: concerne des généralités sur l’histoire du genre et sa taxonomie. *- deuxième partie : résume les travaux de la caryologie du genre *- troisième partie : donne un aperçu sur les huiles essentielles dans le genre Genista. *- quatrième partie : traite l’activité biologique du genre. 2- Le second chapitre regroupe le matériel et les méthodes utilisés dans cette étude. 3- Dans le chapitre III sont exposés les résultats issus de cette étude et la discussion. GENERALITES HISTORIQUE 5 CHAPITRE I : GENERALITES 1- Position systématique du genre Genista L. 1- 1- Historique du genre Genista L. Le genre Genista L. est Circumméditerranéen, constitué d'arbustes épineux et non-épineux, la plupart des espèces de ce genre forment des maquis sclérophylles ou des matorrals, avec 87 espèces (Martins et al., 2005). Le genre est représenté en Europe occidentale et centrale, il est également présent en Turquie, en Syrie et en Afrique du Nord. A part l’étude de Spach (1844-1845), des révisions mineures ont été consacrées à des sections dans des zones géographiquement restreintes et isolées (Buchegger, 1912; Vierhapper, 1919; Rothmaler, 1941; Vicioso, 1953; Gibbs, 1966; Polhill, 1976, 1981; Bisby, 1977, 1981). Les limites génériques de Genista, particulièrement vis-à-vis du genre Cytisus, ont été une source de confusion taxonomique. Rouy (1897) a réuni les genres Cytisus et Genista sous le même nom, tandis que dans la flora R.P.R. (1957), Genistella et Cytisanthus ont été exclus du genre Genista. En 1966, Gibbs inclut certain nombre de modifications dans la classification générique du genre Genista. 1- 2- Les Groupements Génériques dans les Genisteae Bentham et Hooker dans (Genera Plantarum, 1862) classent le genre Genista dans la tribu des Genisteae, sous-tribu Spartieae avec (Lupinus, Argyrolohium, Adenocarpus, Laburium, Calycotome, Petteria, Spartium et Erinacea). Alors que Le genre Cytisus a été classé dans la sous-tribu des Cytiseae, avec (Ulex, Hypocalyptus et Loddigesia). Les sous-tribus Spartieae et Cytiseae sont séparées sur la base de la morphologie de la graine, estrophiolée chez les Spartieae et strophiolée chez les Cytiseae. En se basant sur le caractère des graines Taubert in Engler & Prantl's, (1894) 1 a conservé les sous-tribus Cytiseae et Spartieae. Rothmaler, (1944) regroupe les Spartieae et les Cytiseae, en excluant Hypocalyptus, Loddigesia, Lupinus et 1 Die Natürlichen Pflanzenfamilien (1894) GENERALITES HISTORIQUE 6 Argyrolohium du nouveau groupement. Hutchinson, (1964) a élevé ces deux soustribus au rang de tribu, Cytiseae et Genisteae (tableau 1). Tableau 1 : Révision du genre Genista L. (Hutchinson, 1964) Tribus Genres Cytiseae Cytisus Echinospartum Hypocalvptus Loddigesia Nepa Stauracanthus Ulex Genisteae Erinacea Genista Petteria Spartium Laburneae Lupineae Adenocarpus Calycotome Argyrolobiurn Hesperolaburnum Lupinus Laburnum Podocytisus En se basant sur le caractère des onglets des pétales non adnés au tube staminal (Cytiseae etc.), et les onglets de la partie inférieure des pétales plus ou moins adné au tube staminal dans les Genisteae. Hutchinson, (1964) distingue les tribus Laburneae, Lupineae et Cytiseae des Genisteae. Ce caractère a été utilisé par Taubert in Die Natürlichen Pflanzenfamilien, alors que Pellegrin, (1908) considère les arguments de Taubert inadmissibles car cette concrescence est très variable chez Genista. Hutchinson, (1964) conserve également le caractère des graines strophiolées comme une différence entre les Cytiseae et les Echinospartum (graines estrophiolées). Sur les trois classifications disponibles des tribus, Gibbs, (1966) favorise le point de vue plus large des Genisteae adopté par Rothmaler, car un tel groupement met l'accent sur la relation possible entre ces genres comme Genista-Genistella-TelineCytisus ou Ulex-Nepa-Stauracanthus-Genista sous-genre Phyllobotrys ou ErinaceaEchinospartum-Genista sous-genre Spartocarpus. Gibbs et Rothmaler excluent les genres mono-spécifiques Loddigesia, Hypocalyptus et Spartidium des Genisteae. 1- 3- Histoire Taxonomique Le genre Genista, reconnu comme tel par Linné, (1753) comprenait les genres Genistella et Spartium. De même Spartium L. contient diverses espèces actuellement appartenant à Genista et Adenocarpus, tandis que Cytisus sensu Linnaeus se compose d'un mélange d'espèces à étamines diadelphes, ces espèces sont transférées dans les Phaseolae par Adanson, (1763). Suite à cette ambiguïté fondamentale, il y a eu une période au cours de laquelle les genres originaux Linnéens, ont été maintes fois modifiés et divisés. De Candolle, GENERALITES HISTORIQUE 7 (1825) améliore Cytisus linnéen par la suppression de la diadelphie des espèces et le sépare d’Adenocarpus. Boissier, (1839-45) délimite les genres naturels Retama et Erinacea et admet les genres Genista L., Cytisus L., Ulex L., Spartium L., Calicotome Link. Sarothamnus Wimm., Adenocarpus DC. et Chasmone Mey. (Synonyme d’Argyrolobium Eckl. & Zeyh). Endlicher, (1840) approuve les genres reconnus par Boissier (sauf Calicotome) en se basant sur le caractère de la lèvre supérieure du calice bifide, par opposition à peu ou pas bifide pour distinguer Genista et Cytisus. Ce caractère a été adopté par Spach (1844-45) dans sa révision de Genista. Scheele, (1843) réunit Cytisus et Genista dans le genre Genista, alors que Visiani (1852) les réunit sous Cytisus. Kuntze, (1904) propose le regroupement d’Argyrolobium, Adenocarpus, Petteria, Cytisus et Genista en un seul genre, alors que Rouy, (1897), unit sous Genista les genres Genista, Cytisus et Argyrolobium (espèces monadelphes). La délimitation du genre en sections par Spach est particulièrement solide, ainsi Gibbs, (1966) conserve dans sa révision de nombreuses sections intactes, mais les sous-genres sont hétérogènes en raison du regroupement basé sur la nature du légume (gousse). La circonscription des sous-genres et la disposition de leurs éléments constitutifs ont été considérablement remaniés par Gibbs (Tableau 2). Spach inclut dans Genista la section Pterospartum (= Genistella Ortega) et Teline Medik., un point de vue que Gibbs ne partage pas. Briquet, (1894) dans sa révision des espèces du genre Cytisus des Alpes Maritimes adopte le caractère strophiolé de Bentham et Hooker pour séparer Cytisus et Genista et considère que les genres Genista et Cytisus sont des groupes artificiels et hétérogènes. Le caractère artificiel de ces genres pour Briquet peut être apprécié plus aisément quant on sait que Genista sensu Briquet inclut Petteria, Cytisus, nigricans et la section Lotoïdes, cette dernière est un groupe d'espèces transférées de l'Argyrolobium, d’autre part Cytisus sensu Briquet inclut les genres Genistella et Teline. GENERALITES HISTORIQUE 8 Tableau 2: Classification générique selon Spach (1844-1845) et Gibbs (1966) Spach (1844-1845) Correspondance Gibbs (1966) Subgenre IV Stenocarpus Subgenre I Genista sect. 1 sect. 4 Scorpioides Spach Scorpioides sect. 2 sect. 3 Erinacoides Spach Erinacoides sect. 3 sect. 2 Spartioides Spach Spartioides sect. 4 Genre Genistella (Tournf.) Spach Genistella Ortega sect. 5 sect. 1 Genistoides (Moench) Spach Genista sect. 6 Chamaespartium Spach sect. Spartioides) unis avec sect. 7 Lasiospartum Spach sect. Cephalospartum) Subgenre V Pterospartum Spach Genre Genistella Ortega Subgenre VI Teline (Medik.) Spach Genre Teline Medik. Subgenre III Phyllobotrys Spach Subgenre II Phyllobotrys sect. 5. Phyllobotrys Subgenre II Camptolobium Spach Subgenre I Spartocarpus Spach sect. 6. Leptospartum Spach sect. 6. Voglera sect. 7. Voglera (G., M. & Schreb.) Spach sect. 1. Asterospartum Spach sect. 2. Ephedospartum Spach Subgenre III Spartocarpus sect. 5. Cephalospartum Spach sect. 7. Spartocarpus sect. 8. Acanthospartum sect. 9. Fasselospartum sect. 10. Cephalospartum sect. 4. Echinospartum Spach Genre Echinospartum (Spach) Rothmaler sect. 3. Acanthospartum Spach Pellegrin, (1908) réexamine la classification des Genisteae, en particulier les genres Cytisus et Genista, en se basant sur les trois dispositions anatomiques fondamentales de l'insertion des feuilles a- le pétiole de la feuille prend trois traces vasculaires complètes de la branche mère. Ce caractère se trouve dans les genres: Genista et les sous-genres Genista, Lupinus, Adenocarpus, Teline, Gonocytisus, Spartium et Spartocarpus. b- Le pétiole de la feuille prend une trace vasculaire chez Genista sous-genre Phyllobotrys et Ulex. c- La feuille prend une trace vasculaire avec deux faisceaux fibreux latéraux. Ce caractère se trouve dans les genres Cytisus, Calicotome et Podocytisus. Pellegrin souligne que dans le cas où la feuille prend une seule trace vasculaire complète, il est possible de distinguer entre les genres Genista et Cytisus. Pellegrin a apporté des modifications taxonomique, il inclut dans Genista les taxons Petteria, Retama, Spartidium, Gonocytisus et Teline, et unit les sections Echinospartum et Acanthospartum sous l'ancien nom Acanthocladae Boiss.. GENERALITES HISTORIQUE 9 Il existe plusieurs autres arguments taxonomiques dans l'étude de Pellegrin que Gibbs considère comme des anomalies, ainsi G. lucida a été retenue dans la section Scorpioïdes (sous-genre Genista), même si les caractères anatomiques et morphologiques de l'espèce sont clairement ceux de la section Voglera sous-genre Phyllobotrys. Genista haenseleri est retenue dans la section Erinacoïdes (sous-genre Genista); alors que sa morphologie florale et ses légumes la rattachent à la section Spartocarpus (sous-genre Spartocarpus). Pellegrin différencie entre certaines espèces en se basant sur l’anatomie, mais il est quasiment impossible de distinguer ces espèces par des critères morphologiques. Ces espèces sont: 1- G. sericea - G. boissieri 2- G. sakellariadis - G. hirsuta 3- G. horrida - G. ulicina 5- G. jaubertii - G. cappadocica 4- G. tournefortii - G. florida 6- G. lanuginosa - G. polygalifolia Pour des raisons morphologiques et anatomiques, G. lanuginosa et G. polygalifolia sont considérées comme synonymes de G. hirsuta et G. florida respectivement. Vierhapper, (1919) a également révisé G. acanthoclada de la Méditerranée orientale que Spach a divisée en quatre espèces. La révision de Vicioso, (les espafiolas Genisteas) de 1953 consacrée au genre Genista, clarifie la taxonomie des espèces ibériques et un certain nombre d'espèces décrites de manière superflue par Spach. 1- 4- Limite générique du genre Genista Trois caractères clés ont été employés par les auteurs pour distinguer Genista de Cytisus et des genres apparentés, qui sont les feuilles trifoliées ou unifoliées, les graines estrophiolées ou strophiolées et la lèvre supérieure du calice profondément bifide ou entière à peu bifide. Il est difficile de différencier de manière satisfaisante entre Genista et Cytisus sur la base de ces trois caractères en raison de l'existence de taxons intermédiaires. Ces derniers se répartissent en deux catégories: d'une part, il y a ceux qui possèdent le faciès général de Genista ou de Cytisus mais qui leur manque un ou plusieurs caractères. D'autre part, il existe des groupes d'espèces possédant diverses GENERALITES HISTORIQUE 10 combinaisons de caractères, par exemple la profondeur du calice (Genista) et les graines strophiolées (Cytisus), mais qui montrent une similitude globale de faciès entre eux, ces espèces ont été regroupées en genres distincts (Genistella, Gonocytisus et Teline) par plusieurs auteurs. Plusieurs autres preuves tendent à confirmer la distinction entre Cytisus et Genista (tableau 3). Tableau 3: Caractères différentiels entre les genres Genista et Cytisus Genista Lèvre supérieure du calice profondément bifide Graines estrophiolées Feuilles unifoliolées habituellement Légume étroitement oblongue, falciforme ou ovoïde acuminé Carène étroitement oblongue Feuilles peut prendre de 1 à 3 traces Cytisus Lèvre supérieure du calice presque entière Graines strophiolées Feuille généralement trifoliolées Légumes en général étroitement oblongues Carène généralement falciforme Feuilles à une trace Spratt, (1919) constate que la structure des nodules racinaires chez Genista et Cytisus est distincte. Nowacki, (1960) trouve des différences dans les compositions des alcaloïdes dans les espèces des deux genres. La plupart des auteurs des flores européennes ont eu tendance à regrouper les taxons intermédiaires soit dans Genista soit dans Cytisus selon le caractère pris en considération. Webb, Ortega, Spach et Gibbs reconnaissent que Teline, Genistella et Gonocytisus constituent des genres distincts, alors que Retama est exclu du genre Genista sur la base de la morphologie du fruit. Rothmaler, (1944) et Gibbs, (1966) détachent la section Echinospartum (Spach) de Genista. Les espèces d’Echinospartum sont morphologiquement semblables aux espèces de Genista sous-genre Spartocarpus avec des branches distinctement opposées. En plus, les espèces d’Echinospartum possèdent un nombre de caractères absents chez Genista : le calice gonflé campanulé, est semblable à celui d’Erinacea, et les espèces d’Echinospartum appartiennent à une série aneuploïde, avec un nombre de chromosome de 2n = 52 et 44, alors qu’il est de 2n = 48 pour la plupart des espèces de Genista (Castro, 1945). Les travaux de Cristofolini et al., (1977) sur la sérologie des graines montrent que le genre Cytisus sensu lato (Incl. Chamaecytisus, Sarothamnus et Corothamnus) représente une unité homogène, sauf pour C. sessilifolius, qui est liée étroitement aux GENERALITES HISTORIQUE 11 genres Laburnum et Genista. De même, C. emeriflorus, incluse dans le genre Lembotropis, est très similaire à Lembotropis nigricans. Le genre Cytisanthus devrait être séparé de la section Asterospartum, distincte de toutes les autres sections et assez proche de Lygos. Teline est très similaire de Genista. Chamaespartium sagittale est plus semblable à Genista, qui s'inscrit biochimiquement et morphologiquement très bien dans le sous-genre Genista, en dépit de sa tige ailée. Dans l’ensemble de la tribu, deux groupes de genres représentent les points extrêmes de diversification: (1) Cytisus-Lembotropis-Calycotome ; (2) Genista-Teline-Petteria-Spartium-Cytisanthus-lygos. Entre ces deux groupes, il existe une série de genres intermédiaires, qui devrait être placée dans un groupe ou l'autre (Adenocarpus et Argyrolobium). Les travaux de Pardo et al., (2004) sur les relations phylogénétiques de Genista et des genres apparentés (Teline, Chamaespartium, Pterospartum, Echinospartum, Ulex, Stauracanthus et Retama) ont été évalués par l'analyse des séquences de l'espaceur interne transcrit nrADN (région ITS), et le ADNcp espaceur trnL-trnF intergéniques. L'arbre phylogénique indique l'existence de trois lignées de diversification au sein de Genista, qui correspondent aux trois sous-genres: Genista, Phyllobotrys et Spartocarpus, toutefois, chacune de ces lignes englobent également des espèces des genres Echinospartum, Teline, Retama, Chamaespartium, Pterospartum, Ulex, Stauracanthus (Figure 1). Les données moléculaires n’étayent pas la suddivision de ces sous-genres en unités taxonomiques au niveau de la section; seuls les genres Genista et Spartocarpus sont considérés comme des groupes monophylétiques (Prado et al., 2004). Les données moléculaires ont également contribué à clarifier la position des taxons dont les relations ne sont pas bien établies. Echinospartum se divise en deux clades distincts correspondant aux deux groupes écologiques et caryologiques différenciés. Généralités Historique 12 GENERALITES HISTORIQUE 13 Fig. 1(b): (Continuation of Fig. 1a). 50% majority rule consensus tree represented as phylogram from the ITS region data set. Numbers above branches represent branch length (ACCTRAN), and numbers below indicate bootstrap values above 50%. Branches present in more than 90% of the most parsimonious trees are indicated by bold lines. (D’après Pardo et al. 2004) GENERALITES HISTORIQUE 14 Le genre Teline forme aussi deux groupes, tous deux placés à proximité de Genista sous-genre Genista, mais séparés du noyau principal du groupe. Le genre Retama, morphologiquement bien différencié de Genista, est proche de Genista sousgenre Spartocarpus. Chamaespartium et Pterospartum ne forment pas un groupe monophylétique. Chamaespartium est plus proche de Genista sous-genre Genista, alors que les représentants de Pterospartum sont proches de: 1) Genista sous-genre Spartocarpus (en particulier, la section Cephalospartum) 2) le clade Ulex-Stauracanthus (une dérivée terminale de Genista sous-genre Spartocarpus). Les cas de discordance entre (Echinospartum, chamaespartium et Teline) indiquerait l’hybridation et/ ou l'introgression entre les différentes lignées des Genisteae. 1- 5- Classification infra-générique du genre Genista Spach reconnait six sous-genres dans le genre Genista, dont trois étaient classés principalement selon la forme du légume (Spartocarpus, Stenocarpus et Phyllobotrys). Dans la révision de Gibbs, (1966), trois groupes distincts ont été reconnus au sein du genre Genista sur la base d'un certain nombre de corrélations de caractères (tableau 4). Les noms sub-génériques de Spach ont été retenus pour ces regroupements, même si les sections constitutives et les espèces de chacun des nouveaux sous-genres différents considérablement des groupements d'origine. Les réaménagements majeurs découlant des classifications infra-génériques adoptées par Spach et par Gibbs, se résument comme suit: - Le sous-genre Camptolobium a été uni au sous-genre Phyllobotrys. - La section Voglera (incluse la section Leptospartum) a été transférée du sousgenre Spartocarpus au sous-genre Phyllobotrys. - La section Lasiospartum a été transférée du sous-genre Stenocarpus au sousgenre Spartocarpus, où elle a été unie avec la section Cephalospartum. - La section Spartioïdes a été unie à la section Asterospartum (comme section Spartocarpus), et l’espèce G. fasselata a été déplacée de la section Acanthospartum vers la nouvelle section Fasselospartum. GENERALITES HISTORIQUE 15 Tableau 4: Caractères différentiels de trois sous genres de Genista sous genres Genista sous genres Phyllobotrys sous genres Spartocarpus Feuilles et branches alternes, subopposées et opposées Feuille à 3 traces Feuille à 3 traces Feuille à une trace vasculaire vasculaires vasculaires Espèces épineuses ou Espèces principalement non. Les épineuses avec Espèces épineuses avec des non-épineuse. Espèces à épines axillaires stériles. des épines axillaires épines axillaires fertile ou fertiles ou des branches (ssp. épineuses) branches épineuses épineuses. Étendard généralement Étendard large ou Étendard largement ové, que triangulaire ou ovale avec un anguleux-ové. les ailes et la carène apex aigu, généralement plus généralement plus court court que celle de la carène que la carène Légumes ovoide-acuminé Légumes ovoïde-acuminé 1 (1 (-2) spermes. (3 spp. Légumes étroitement 2) spermes, ou falciforme, Avec des légumes oblongues, 3-polyspermes gonflé, et de nombreux spermes oblongues). - Les sections Echinospartum, Genistella et la section Teline ont été qualifiées comme des genres distincts. Les trois sous-genres sont assez distinctifs, bien que des taxons intermédiaires puissent être trouvés pour presque tous les caractères différentiels. Le groupe le plus frappant est celui de la section Cephalospartum (sous-genre Spartocarpus) de l'Afrique du Nord, ainsi G. Cephalantha, à ramifications presque opposées et G. capitellata avec des ramifications nettement opposées, possèdent tous deux une forme standard associée à la section Voglera. Dans la même section, les espèces G. umbellata, G. quadriflora et G. clavata, ont toutes des ramifications opposées (G. clavata a des feuilles trifoliolées) et ont un légume étroitement oblongue comparable à ceux du sous-genre Genista. D’autres conditions intermédiaires se produisent dans des espèces de différentes sections, ainsi les épines axillaires de G. fasselata (sous-genre Spartocarpus) ressemblent à ceux de G. scorpius, sous-genre Genista. La forme et la longueur de l'étendard de plusieurs espèces, par exemple G. hispanica (sous-genre Phyllobotrys), G. clavata, G. aucheri et G. acanthoclada (sous-genre Spartocarpus) ressemblent à ceux trouvés dans les sous-genres Genista. GENERALITES HISTORIQUE 16 Le sous-genre Phyllobotrys est le plus distinctif avec ses épines axillaires stériles très ramifiées et les feuilles avec une seule trace vasculaire. Pour ces deux caractères Phyllobotrys ressemble aux genres Ulex, Nepa, etc, d'autres caractères du groupe montrent des affinités positives avec le sous-genre Genista. L'apparition de l’hybride de G. fritschii, qui résulte du croisement entre G. tinctoria (sous-genre Genista) et G. germanica (sous-genre Phyllobotrys) renforce également le cas pour inclure Phyllobotrys dans Genista. 1- 6- Morphologie du genre Genista LINN. SP. PL., 709 (1753) Ce sont des espèces, présentant des variations considérables, représentées par des arbustes ligneux, chamaephytes ou nanophanérophytes, formant des coussinets ou des tapis xéromorphes à ériges. 1- 6- 1- TIGE : Les tiges et les branches de la plupart des espèces de Genista sont striées ou crevassées. Ce caractère est fortement marqué dans le sous-genre Spartocarpus. Le mode de ramification est un caractère important dans l’identification des sous-genres ; les ramifications alternes s’observent dans les sous-genres Genista et Phyllobotrys mais tendent à être opposées dans le sous-genre Spartocarpus. Dans ce dernier groupe, la plupart des ramifications sont alternes et peuvent être opposées chez G. radiata et G. acanthoclada. 1- 6- 2- EPINES : Deux types principaux d'espèces épineuses sont distinguées. il y a ceux qui ont des épines axillaires, et ceux qui ont des branches épineuses. Dans le premier cas, les épines sont généralement à croissance limitée et axillaire, soit non ramifiées ou non ramifiées au troisième ou au quatrième degré. Chez les espèces à branches épineuses, toutes les branches se terminent simplement par une petite épine cartilagineuse. Dans la section Scorpioïdes (sous-genre Genista) les épines axillaires sont recourbées vaillamment et portent généralement des fleurs. Alors que dans le sousgenre Phyllobotrys les épines axillaires sont grêles, ramifiées et stériles. La section Voglera présente une tendance caractéristique à la situation épineuse, mais contient deux espèces vicariantes non épineuses, G. micrantha (N.O. de la GENERALITES HISTORIQUE 17 péninsule ibérique) et G. carinalis (péninsule des Balkans et à l'Ouest de la Turquie). Les espèces morphologiquement semblables sont G. sylvestris de Dalmatie et du Gargano (Italie), et G. aristata (Sicile) sont peu épineuses ou épineuses. Les quatre espèces sont probablement issues d’un taxon ancestral commun. 1- 6- 3- FEUILLES : La taille des feuilles varie selon les espèces, étroitement elliptiques, peuvent être enroulées (G. lobelii env. 5 x 2 mm) ou bien largement elliptiques ou obovales (jusqu'à 50 X 15 mm pour G. tinctoria). Les feuilles sont unifoliées ou trifoliolées. Mais dans l’ensemble, les espèces du genre tendent à être unifoliées, les espèces trifoliolées sont dominantes dans le sous-genre Spartocarpus. La plupart des feuilles sont sessiles, mais chez quelques espèces elles sont courtement pétiolées, G. florida, G. sericea et G. pilosa. Les stipules sont présentes dans la plupart des espèces, chez G. hystrix, G. baetica, G. cephalantha et G. demnatensis, les stipules sont persistantes comme des épines. 1- 6- 4- INFLORESCENCE : Chez les sous-genres Genista et Phyllobotrys la majorité des espèces ont des inflorescences en grappes simples ou en grappes axillaires (G. Sessilifolia, G. nissana, G. ephedroides, G. spartioides) et chez G. haenseleri du sous-genre Spartocarpus, le reste des espèces du sous-genre (à l'exclusion de la section Cephalospartum) ont une inflorescence opposée et sub-opposée. Dans la section Cephalospartum l'inflorescence est capitulée. C’est une caractéristique récurrente des Papilionaceae (Adenocarpus, Anthyllis, Cytisus, etc) et la tendance se retrouve chez d'autres espèces du genre Genista, comme G. hispanica (section Voglera), G. subcapitata (section Spartioides) et G. radiata (section Spartocarpus). 1- 6- 5- BRACTEES ET BRACTEOLES : En règle générale, les fleurs les plus basses de l'inflorescence sont sous-tendues par des bractées foliacées, et se réduisent avec les fleurs apicales. GENERALITES HISTORIQUE 18 Chez G. hirsuta, la bractée est soutenue à hauteur du sommet du pédicelle, et fournit un caractère différentiel utile entre cette espèce et les taxons similaires G. ulicina et G. tricuspidata. Les bractéoles sont habituellement paires (3-4 bractéoles sont fréquemment présentes chez G. aspalathoides) et soutenus à mi-longueur du pédicelle. Chez certaines espèces les bractéoles sont absentes ou vestigiales exemple : G. Pilosa et G. obtusiramea. 1- 6- 6- CALICE : Le calice est un caractère de diagnostique utile pour le genre dans son ensemble, le calice est divisé en lèvres supérieure et inférieure (le labre et labiole), avec la lèvre supérieure profondément divisée en deux dents, et la lèvre inférieure avec trois dents (généralement plus courte). Chez la plupart des espèces, la lèvre supérieure est égale à celle du bas, et les lèvres sont sub-égales au tube, les dents du haut sont sub-égales à la lèvre, tandis que les dents inférieures sont de 1/3 à 1/2 de la longueur de la lèvre inférieure. Chez G. tournefortii, G. ulicina et G. aristata, la lèvre supérieure est considérablement plus courte que celle du bas. 1- 6- 7- COROLLE : La forme de l’étendard et sa longueur par rapport à la carène fournissent d'importants renseignements sur les sous-genres. Bien qu'il existe des variations entre les espèces dans la forme de l’étendard, certaines exceptions à cette tendance sub-genérique existent. Chez G. sessilifolia, la longueur des ailes par rapport à la carène est un important caractère différentiel. 1- 6- 8- LEGUMES : La forme du légume (gousse) est un caractère subgénérique, mais trois exemples atypiques sont à noter: a. Le légume falciforme à nombreuses graines chez la section Phyllobotrys est proche du légume étroitement oblongue du sous-genre Genista. Il est nettement gonflé et turgescent chez la section Phyllobotrys, alors qu’il est moins marqué chez le sousgenre Genista. b. Les légumes ovoïdes acuminés de 1 à 2 graines, habituellement associées à la section Voglera et au sous-genre Spartocarpus, se retrouvent chez certains spécimens GENERALITES HISTORIQUE 19 de G. lobelii (sous-genre Genista). Cependant, les légumes étroitement oblongs et à plusieurs graines se trouvent chez la plupart des individus de cette espèce. c. Trois espèces de la section Cephalospartum (G. clavata, G. umbellata et G. quadriflora) ont des légumes étroitement oblongs habituellement associés au sousgenre Genista. 1- 7- Morphologie des espèces du genre Genista L. 1- 7- 1- Section Voglera (Gaertn., Mey. & Schreb.) Spach à Ann. Sci. Nat., Sér. 3, 2: 257 (1844). Syn.: Voglera Gaertn., Mey. & Schreb. FI. Wett. 2: 500 (1800). Les feuilles sont simples ou trifoliolées; l’étendard est glabre ou soyeux; la gousse ovoïde-acuminée à 1-2 graines. Espèce type: G. germanica. Distribution: principalement dans le Sud-ouest de la Péninsule ibérique et en Afrique du Nord, avec des espèces isolées à Majorque, Sicile, Yougoslavie et en Turquie. 1- 7- 1- 1- Genista ulicina Spach. 2 Ce sont des arbrisseaux dressés de 12 à 50 cm de hauteur, pluricaules, très épineux et verts. Les rameaux jeunes sont grêles, sub-cylindriques et densément hirsutes. Les épines sont de 7,5-37 mm de long, simples, grêles peu vulnérantes et rameuses. Les feuilles sont toutes unifoliées, sessiles, entières, villeuses en dessous et sans stipules. Les feuilles des épines sont très petites subulées ou réduites à des écailles à peines saillantes. L’inflorescence est en grappes terminales de 3-6 cm de long et multiflores, à axe prolongé en rameau feuillé. Le calice est bilabié, glabre extérieurement, de 9 mm de long. La corolle est d’un jaune orangé, marcescente. L’étendard de 9-12x3-6 mm, est glabre, à limbe ovale 2 Ann. Sc. Nat. Ser. 3,2, p.268 (1844); Atlas Expl. Scient. Algérie, tab. 86; B. & T. Fl. Alg. p. 198, et Fl. Syn. P.84 ; B. et B. Cat. Tun. P. 100 ; M. C. 1991- Genista germanica Poiret, voyage Barbarie, 2, p. 208 (1789) ; non L. Sp. p. 710 (1753)- Genista hispanica Desf. Fl Atlant., 2, p. 138 (1799) ; non L. Sp. p. 711 (1753). GENERALITES HISTORIQUE 20 et obtus. Les ailes sont oblongues-cultriformes et obtuses. La carène est presque droite, oblongue et obtuse de 11-12mm de long, pubescente sur le milieu du dos. Les étamines sont glabres, soudées en tube fermé, les anthères sont linaires et jaunes. L’ovaire est sessile, 6-14-ovulé, villeux et oblong. La gousse est noire entourée par le calice et la corolle marcescents, ovoïde, villeuse, coriace et déhiscente, de 1-4 spermes. Les graines sont lisses ovoïdes de 2 x 1,5 mm, luisantes de couleur jaune brun ou brun Floraison : Mai-Juin Aire géographique : Endémique. Répartition géographique : assez rare en Numidie. Ecologie : Forêts, broussailles, rochers des collines et des basses montagnes bien arrosées, dans les terrains siliceux. 1- 7- 1- 2- Genista tricuspidata Desf. 3 Syn.: G. duriaei Spach à Ann. Sci. Nat. sér. 3, 2: 271 (1844). Ce sont des arbrisseaux épineux, buissonnants et très rameux de 0,3-1,2 m de hauteur. Les rameaux florifères verts sont plus ou moins allongés et effilés, feuillés, grêles pubescents puis glabres. Les épines trifurquées ou simples, robustes, divariquées vertes de 1-4,5 cm de long. Les feuilles sont toutes unifoliolées, vertes et sub-sessiles, les folioles sont lancéolées entières et aiguës vêtus sur les deux faces de poils apprîmés de 7-15 mm de long. L’inflorescence est en grappes terminales multiflores de 1,5-25 cm de long, l’axe de la grappe est inerme et non prolongé en rameau feuillé, plus ou moins poilu. Les fleurs sont d’un jaune d’or verdissant souvent par dessiccation. Le calice est bilabié, glabre et jaune verdâtre de 4,5-6 mm de long. L’étendard est glabre à peu pubescent sur le dos, ovale ou ovale-oblong, aigu et un peu émarginé au sommet de 810 mm de long. Les ailes sont oblongues-cultriformes, obtuses et égalant à peu près l’étendard. La carène dépassant beaucoup les ailes et l’étendard, elle est oblongue, obtuse et étroite de 10-13 mm de long. 3 Desf , Fl. Atlant., 2, p. 138, et tab.183 (1799) ; B. et T. Fl.Alg. p. 199, et Fl. Syn. p. 84 ; B. et B. Cat. Tun. p. 100 ; M.C. 789, 993, 1797, 1993, 2422, 3449 ; J. et M. Cat. Maroc, p. 351, 1026. GENERALITES HISTORIQUE 21 Les étamines sont glabres et concrescentes en tube fermé avec des anthères oblongues, basifixes et dorsifixes. L’ovaire est oblong, sessile, 6-14 ovulé et plus ou moins villeux. La gousse est entourée à la base du calice et de la corolle marcescents, ovoïde, coriace, déhiscente, noire ou brune, plus ou moins villeuse ou glabrescente de 3-9 x 1,75-5 mm et de 1-2 spermes. Les graines sont ovoïdes ou sub-globuleuses, brunes ou olive-noirâtre, lisses et luisantes de 2-3 x 1,75-2,5 mm. Floraison : Mars-Juin. Espèce très polymorphe. Aire géographique : Endémique Nord Afrique. Répartition géographique : très commune dans tout le Tell. Ecologie : Forêt et broussailles des plaines et de basses et moyennes montagnes, dans les régions bien arrosées et semi-aride. 1-7-1-3- Genista vepres Pomel 4 Syn. : G. triacanthos subsp. vepres Pomel, Nouv. Mat. Fl. Atl., 319 (1874) G. kabylica Coss. Ex. Batt. Soc. Bot. Fr. 36 : 255(1889) C’est un arbrisseau qui peut attendre 1,5 m de hauteur, très épineux, vert, à tronc grêle et ramifié dès la base. Les rameaux sont anguleux et côtelés, lâchement hirsutes, très feuillés. Les épines axillaires plus ou moins fortes presque toujours simples, pouvant atteindre 3,5 cm. Les feuilles sont sessiles, vertes presque toutes trifoliolées ; les folioles plus ou moins luisantes et coriaces, linéaires lancéolées, entières sub-sessiles à la base. Les inflorescences en grappes terminales denses multiflores à axe hirsute se prolongeant en rameaux feuillés. Les fleurs sont d’un jaune sulfurin, à calice de 3,5mm de long à marges densément ciliées, sub-coriace, à 5 côtés, bilabié d’un jaune verdâtre. L’étendard glabre de 6-7 mm de long, à limbe ovale-cordiforme. Les ailes égalant l’étendard, oblongues-cultriformes, obtuses. Carène de 9x2 mm, à pétales soudés vers le sommet, densément pubescents sur les marges antérieures. Les étamines sont glabres, toutes concrescentes à leur base en tube fermé. Anthères jaunes, oblongues. Ovaire vert, sessile, glabre atténué en style filiforme, 2-4 ovulés. Gousse ovoïde, non 4 Nouv. Mat. P.319 (1875) ; B. et T Alg. P.199 et FL. Syn. P.83 –Genista kabylica Coss. Ex Batt. B. Soc. Bot. France, 36, p. CCXXV (1889), nomen nudum- GENERALITES HISTORIQUE 22 stipitée, au plus de 7x4 mm, noirâtre, glabre, coriace, monosperme. La graine brun roux luisante, lisse. Floraison : Mai-Juin. Aire géographique : Endémique. Répartition géographique : rare en Numidie (Petite Kabylie, Aokas, Months Babors à Khérata). Ecologie : Forêt et rochers des collines et des basses montagnes bien arrosées, surtout sur terrains siliceux Gibbs traite G. vepres Pomel comme une sous espèce de G. triacanthos, elles sont morphologiquement similaires, mais diffèrent généralement par les feuilles. 1- 7- 2- Section Spartocarpus. Syn.: Sect. Asterospartum Spach, loc. cit. Sect. Ephedrospartum Spach, loc. cit., p. 243. Sect. Retamospartum Spach apud Cosson, Not. Pl. Cr ') t., 154 (18.52). C’est un arbuste non-épineux (inerme), avec des branches alternes à opposées, ou complètement opposées. Les feuilles sont simples ou trifoliolées, alternes ou opposées. L’étendard est largement ovale, généralement plus court que la carène; l’inflorescence est en racème ou grappes axillaires, alternes ou opposées. Le légume est ovoïde-acuminé, à 1-2 graines. 1- 7- 2- 1- Genista numidica Spach. 5 Syn.: G. ephedroides DC., Mem. Legum., 210 (1826). Syn.: Spartium gasparrini Guss., Ind. Sem. Hort. Boccad., 11 (1825) nomen nudum. C’est un arbrisseau ou un arbuste de 0,6-2,5 m de hauteur, dressé, buissonnant, vert, à rameaux cylindriques, dressés, pubescents-soyeux dans la jeunesse, puis glabrescents, feuillés puis nus. 5 Ann. Sc. Nat. Ser.3, 2, p.244 (1844); B. & T. Fl. Alg. P. 197, et Fl, Syn. p. 83 ; Batt. Contr. Fl. Atlant. (1919), p.24 GENERALITES HISTORIQUE 23 Les feuilles inférieures sont trifoliolées, les supérieures sont unifoliolées, toutes sub-sessiles. Les folioles de 5-13 mm de long, sont linéaires, lancéolées ou spatulées, entières, glabres sur la face supérieure et pubescentes soyeuses sur la face inférieure. L’inflorescence est en grappe terminale de 5-30 flores, courte et dense. Les fleurs, de 10-11 mm de long, sont d’un jaune d’or, étalées ou étalées-dressées. Le calice est bilabié et persistant de 3-5 cm de long, plus ou moins densément villeuxsoyeux. La corolle est marcescente ; l’étendard de 8-9 mm de long et largement ovale de 5mm de large et les ailes sont un peu plus courtes, de 8 mm de long, oblonguescultriformes et glabres ; la carène est de 10-11 mm de long, oblongue cultriforme, droite, dressée, villeuse-soyeuse et argentée sur le dos. Les étamines sont concrescentes en gaine fermée. L’ovaire est sessile, 4-8 ovulé, lancéolé et villeux. La gousse est villeuse-tomenteuse, rarement glabre, brune ou noirâtre. La graine est ovoïde-comprimée, lisse et luisante. Floraison : Mai-Juin. Aire géographique : Endémique. Répartition géographique : Rare dans les Sahels littoraux oranais, assez commun en Numidie et dans l’atlas Tellien algérois. Ecologie : Forêts claires, broussailles, rochers des plaines, des collines et des basses montagnes dans les régions bien arrosées et semi-arides. 1- 7- 3- Section Cephalospartum Spach à Ann. Sci. Nat., Sér. 3, 2: 254 (1844) emend. P. Gibbs. Syn.: Sect. Lasiospartum loc Spach. cit., p. 141 (1845). Des arbustes non-épineux à branches alternes ou opposées. Les feuilles sont simples ou trifoliolées. L’inflorescence est capitulée. L’étendard est largement ovale ou triangulaire ou ovale avec un apex pointu, aussi long ou moins que la carène. Le légume est ovoïde-acuminé avec 1-2 graines, ou étroitement oblong avec plusieurs graines. Espèces type: G. cephalantha. Distribuée principalement en Afrique du Nord, du Maroc à la Libye, avec une espèce dans le Sud d’Espagne. GENERALITES HISTORIQUE 24 Les espèces de la section Cephalospartum sont unies principalement par les caractères de l'inflorescence capitulée et de la ramification opposée. Plusieurs espèces, cependant, présentent un mélange de caractères qui servent à distinguer les autres sections et le sous-genre Genista 1- 7- 3- 1- Genista microcephala Coss. & Dur. 6 Syn.: G. tripolitana Bornm. in Magyar Bot. Lapok. 33: 83 (1934). C’est un arbrisseau éphédroïde, de 20 à 50 cm de hauteur, très rameux dès la base. Les rameaux verts sont pubescents-soyeux par des poils simples, peu feuillés. Les feuilles sont toutes unifoliolées, alternes, ou sub-opposées à la base des ramules jeunes ; elles sont sub-sessiles sur un coussinet peu saillant ; les folioles sont de 3-8 mm de long, obovales oblongues ou oblongue-linéaires, entières, atténuées à la base, densément poilues en dessous. Les stipules sont très petites spinescentes aciculaires persistantes de 1 mm au plus. L’inflorescence est en grappe capituliforme terminale, petite, 3-8-flores, de 1,51,8 cm de diamètre et hémisphérique. Les pédoncules florifères sont très courts (0,50,7 mm), poilus et pourvu à la base d’une bractée ovale et au sommet par de 2 bractéoles. Les fleurs sont de 0,9-1,5 cm de long et d’un jaune d’or. Le calice est de 34 mm de long obconique-campanulé, bilabié, à lèvres subégales. Le calice, bractées et bractéoles sont plus au moins villeux ou pubescents, à poils étalés ou dressés. L’étendard est de 8 x 4,5 mm, égalant presque la carène. Un peu pubescent soyeux extérieurement au sommet, à limbe ovale, cordé à la base. Les ailes oblonguescultriformes, obtuses, plus au moins ciliées sur les marge antérieures à onglet grêle de 3 mm de long. La carène est de 9 x 2,5 mm, oblongue-cultriformes, droite ou presque droite, pubescente-soyeuse sur le dos. Les étamines sont glabres et toutes concrescentes en gaine fendue en arrière ; les anthères jaunes, oblongues ou oblongues-linéaires, basifixes de 1 mm, et dorsifixes de 0,5 mm. L’ovaire est sessile, ovoïde-oblong et longuement villeux de 4-8 ovules. La gousse est entourée par le calice et la corolle marcescents et dépassant peu le calice, 6 B. Soc. Bot. France, 2, p. 398 (1855), nomen nudum, et 3, p.738 (1856) ; B. et T. Fl. Alg. p. 200, et FL. Syn. P. 4 ; Coss. Illustr. p. 32, tab. 117 ; M..C. 2954 ; B. et B. Cat. Tun. p. 100 ; J. et M. Cat. Maroc, p.352, 1027 GENERALITES HISTORIQUE 25 sessile ou atténuée-substipitée, ovoïde, comprimée 7x3-3,5 mm, brune, villeuse, ordinairement monosperme. Graines lisses, luisantes, brunes, ovoïdes 2,5-3x2-2,5 mm Floraison : Avril-juin. Aire géographique : Endémique Nord Afrique. Répartition géographique : Les Hauts plateaux. Ecologie : Forêts claires, broussailles, rochers, pâturages rocailleux des collines et des basses montagnes dans les régions semi-arides et arides. 1- 7- 4- Section : Spartidium Batt. (1889) Arbustes éphédroïdes, inermes à folioles très caduques, fleurs en grappes, le calice brièvement 5-dentés, non bilabié. La gousse plus ou moins stipitée, papyracée et très plate. 1- 7- 4- 1- Genista saharae Coss. et Dur. (Pomel) 7 : C’est un arbrisseau rétamoïde de 0,8-2 m de hauteur, rameux dès la base, dressé. Les jeunes rameaux sont presque tous florifères, plus ou moins densément pubescents, vert. Les rameaux d’un an et plus sont glabrescents, verts et cylindriques, tous effilés et presque toujours aphylles. Les feuilles alternes sont toutes unifoliolées sessiles, les folioles sont fugaces, linéaires-oblongues, entières et sub-aigues. Les ramules florifères sont alternes, très nombreux formant des grappes lâches. Les grappes sont aphylles de 3 à 9 flores. Le calice est de 2,5 mm de long plus ou moins pubescent-soyeux, campanulé à base obconique de 2,5 mm de long et persistant après formation de la gousse. La corolle est jaune, caduque à étendard pubescent-soyeux sur le dos, ovale-triangulaire et de 10 mm de long, atténué-obtus au sommet, arrondi ou sub-cordé à la base. Les ailes sont de 8,5-9 mm de long, oblongues, obtuses et plus ou moins érodées-denticulées au sommet glabre. La carène est glabre, obtuse, large, égalant l’étendard de 10 x 5 mm. Les étamines sont glabres, toutes concrescentes en tube fermé; les anthères sont jaunes oblongues-linéaires basifixes et ovoïdes dorsifixes. 7 Coss et Dur., B. Soc. Bot. France, 2, p. 247 (1899) ; Coss. Illustr., 2, p.34, tab. 118 ; B. et T. Fl. Alg. P. 202, et Fl.Syn. p. 83 ; B. et B. Cat. Tun. , p. 100 ; Pamp. Pl. Trip. p. 134 ; J. et M. cat. Maroc, p. 350 GENERALITES HISTORIQUE 26 L’ovaire vert est glabre de 3 mm de long et de 6-8 ovulées. La gousse est de 2,5-5 x 0,5-1 cm, glabre, très aplatie, papyracée, indéhiscente, tortueuse par les saillies des graines, 2-6 spermes. Les graines sont plus ou moins réniformes brun-marron et lisses de 2,6-3 x 2-2,25 mm. Floraison : Décembre-Avril. Aire géographique : Endémique du Sahara. Répartition géographique : Assez rare au Sahara Septentrional. Ecologie : Pied des dunes, nebkas et pâturages sablonneux désertiques et subdésertiques. 1- 8- Classification du genre Genista L. Règne : Plantae Division : Magnoliophyta Cronquist Subdivision Magnoliophytina Frohne & U. Jensen Classe : Rosopsida Batsch Subclasse : Rosidae Takht. Superordre : Fabanae R. Dahlgren Ordre : Fabales Bromhead Famille : Fabaceae Lindl Tribu : Genisteae (Adans.) Benth. GENERALITES CARYOLOGIE 27 2- Caryologie du genre Genista L. Les données caryologiques sont un élément majeur dans la compréhension d'un genre dont le patrimoine génétique évolutif est essentiellement lié à l'aneuploïdie et l’euploïdie. L'étude la plus exhaustive du genre, dans la péninsule ibérique, est le fait de Sanudo (1971, 1972, 1973, 1974, 1975,1979), d'autres auteurs ont également contribués à la connaissance caryologique de la tribu des Genisteae, Techechow, (1931); Senn, (1938); Maude, (1939, 1940); Reese, (1952); Turner, (1956, 1959); Contandriopoulos (1957, 1962, 1969); Fernandes et Santos, (1971, 1975, 1977); Santos et Quieros, (1977), Gilot, (1965); Forissier, (1973); Horjale, (1974); Gallego et al., (1985, 1986), Rafii et al., (1986), Verlaque, (1992), Cubas et al., (1998), Cusma et Chiapella (1991, 1994, 2009).et Cusma et al., (1996, 1999, 2000, 2002, 2003, 2009). Les informations caryologiques des espèces du genre Genista restent limitées en raison de leur large répartition géographique. La rareté des travaux de caryologie sur ce genre est probablement due aussi aux difficultés inhérentes aux variations du nombre chromosomiques liées à l'aneuploïdie et à l’eupolyploïdie (Sanudo, 1979 ; Verlaque, 1992 et Goldblat, 1981). L’aneuploïdie a été observée chez G. florida (2n = 46, et 48) et dans G. pilosa (2n = 22, 44 et 24). Cette tendance n’est pas très commune chez Genista mais très fréquente chez Teline Medik. (Sanudo, 1973 ; Cusma et al., 2000) et les Cytisus Desf. (Cusma et Chiapella, 1994). Un autre problème se pose, c’est la difficulté ou l’impossibilité de savoir exactement à quel taxon se rapporte le nombre chromosomique publié du fait des remaniements taxonomiques au niveau infraspécifique. La petite taille des chromosomes ainsi que les difficultés techniques pour l’obtention de cellules bien réparties peuvent expliquer certains nombres chromosomiques aberrants. Néanmoins, les données bibliographiques constituent un acquis pour la compréhension du genre. Elles permettent certaines remarques se rapportant à la variabilité des nombres chromosomiques et à la diversité des nombres de base dans le genre. GENERALITES CARYOLOGIE 28 La majorité des recherches cytologiques sur les Genisteae se limitent à l'étude des mitoses somatiques. Ces études visent à déterminer le nombre de chromosomes, leur morphologie et parfois l'établissement des caryotypes. Les travaux de Böcher et Larsen, (1958) et De Turner et Fearing, (1959) sur les méioses ont pris une grande ampleur dans les années 70. Sanudo, (1979) suggère d'explorer les variations et l'évolution des Genisteae sur les bases cytologiques. Les analyses du comportement chromosomique durant la méiose ont données une idée sur le degré de stabilité et d'équilibre des génotypes à travers leur évolution. L'étude de la méiose a fourni des données importantes sur la polyploïdie et l'estimation du degré structural des chromosomes. 2- 1- Nombres chromosomiques du genre Genista L. Du point de vue variabilité chromosomique, Genista L. est le genre le plus diversifié par rapport à l'ensemble de la tribu des Genisteae, 24 nombres chromosomiques différents caractérisent le genre, ce qui témoigne de la diversité du niveau de ploïdie (tableau 5). Selon Sanudo, (1974) la grande variabilité numérique est en corrélation avec l'abondance et le degré de différenciation morphologique des phénotypes. Il confirme l'importance de la variabilité des nombres chromosomiques dans la diversification et l'évolution du genre Genista. Tableau 5: Variabilité du nombre chromosomique dans la tribu des Genisteae. (Sanudo, (1979) complété pour le genre Genista) Genres Adenocarpus 13, 24, 26 Calycotume 12, 24, 25 Chamaecytisus 24, 25, 48, 50 Chamaespartum 14, 22, 23, 28, 44 24, Chronanthus Cytisus Echinospartum Erinacea 12,25 Genista Laburnûm Lembotopis Stauracanthus Teline Nombres chromosomiques haploïdes (n) 12, 22, 23, 24, 25, 48 22 26 6, 9, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22 21, 23, 24, 25, 26, 28, 36, 40, 48, 72, 84, 88, 96, 120 24 23, 24, 48 24,64 21, 23, 24 GENERALITES CARYOLOGIE 29 Les nombres chromosomiques le plus élevés chez le genre Genista L. sont 2n = 20x = 120 et 2n = 6x = 96 observés chez Genista tinctoria et Genista angustifolia respectivement (Tableau annexe), le plus faible étant 2n = 2x = 12 observé chez Genista anglica par Gallego et al., (1985), alors que le plus répandu dans la nature est le nombre chromosomique tétraploïde à 2n = 4x = 48. 2- 2 - Nombre chromosomique de base Seen, (1938) cite pour la première fois x = 8 comme nombre de base pour la tribu des Genisteae. Turner et Fearing, (1959); Gilot, (1965), Fernandes et Santos, (1971), Sanudo, (1971, 1972, 1973, 1974) et Fernandes et Queiros, (1978) confirment ce nombre et le généralisent pour la famille des Légumineuses. Sanudo, (1972) ajoute deux nombres chromosomiques de base x = 9 et x = 12. La multitude des nombres chromosomiques laisse à penser que la variabilité du nombre de base est plus diversifiée. Sanudo, (1974) admet que les nombres chromosomiques (x = 9, 11, 12, 13, 14, 15 ...) ont évolué par aneuploïdie à partir d'espèces primitives de Légumineuses dont le nombre de base est x = 8. Les nombres x = 6, 7, 10, 11 et 13 peuvent être considérés comme des nombres chromosomiques de base secondaires qui par évolution et adaptation se sont fixés et ont donné la diversification des nombres de base actuels. Sanudo, (1972, 1979) fixe le nombre de base x = 8 pour le genre Genista L. et considère les multiples de ce nombre comme des euploïdies et le reste comme des aneuploïdes. Il justifie cette aneuploïdie par le gain ou la perte de chromosomes tout en respectant le niveau normal de ploïdie (tableau 6). Fernandes, (1971) admet que les nombres chromosomiques de base x = 13 et x = 14 se seraient ainsi engendrés à partir du nombre chromosomique haploïde x = 12. Goldbalatt, (1980) propose x = 7 comme nombre de base ancestral de Legumisosae dont les polyploïdes à n= 14 ont engendré la série aneuploïde descendante. Verlaque, (1988) suggère le nombre de base x = 6 est le nombre de base ancestral. A côté de la multiplicité des nombres chromosomiques et la diversité des nombres de base dans le genre il est à remarquer la présence du phénomène de GENERALITES CARYOLOGIE 30 polyploïdie. Fernandes et Santos, (1971) concluent que chez les Légumineuses, les espèces annuelles et bisannuelles tendent vers un stade diploïde alors que les pérennes tendent vers un stade polyploïde. Sur les 134 taxons de la tribu des Genisteae étudiés par ces auteurs 10,50% sont diploïdes et 89,50% sont polyploïdes. Tableau 6: L'aneuploïdie dans le genre Genista et nombres de base actuels. (D'après Sanudo, 1972) Nombre Haploïde (n) 6 21 9 20 22 Ploïdie secondaire à partir de x' = 8 n = (x'-2) n = 3 (x'-1) n = (x'+1) n = 2 (x'+2) n = 2 (x'+3) Nombre de base actuelle (x) x=6 x=7 x=9 x = 10 x = 11 Les analyses caryologiques des Genisteae primitives montrent la présence de nombre chromosomique relativement homogène ou toutes les espèces tendent à avoir un nombre de chromosomes tétraploïde à 2n = 48. Ce nombre chromosomique peut augmenter à 2n = 52 probablement en raison de l’hyperaneuploïdie. Les données caryologiques suggèrent qu’Argyrocytisus, Cytisophyllum et Petteria peuvent être considérés comme des genres distincts plutôt que d'être assigné à Cytisus, avec 2n = 52 pour le premier et 2n = 50 pour les deux autres. Ils peuvent être interprétés comme des genres monotypes reliques en raison de la présence d'une aneuploïdie stable. Les Caractères caryologiques exclus une origine récente des Genisteae et des Thermopsideae. Au contraire ils sont compatibles avec l'hypothèse qu’elles sont obtenues indépendamment d'un stock Papilionoidées de base, dont l'actuel Sophoreae constitue le représentant (Cusma and Chiapella, 2009) (Figure 2). Les dénombrements chromosomiques connus du genre Genista L. portent sur 20,45% de diploïdes et 79,55% de polyploïdes (tableau annexe). Parmi ces derniers la proportion des taxons tétraploïdes est la plus importante avec 56,82% (tableau 7). Le reste regroupe 17 espèces à plusieurs nombres chromosomiques de base (tableau 8). GENERALITES CARYOLOGIE Figure 2 : Aperçu historique des relations systématiques et phylétiques des Genisteae et des tribus apparentées. (Cusma et Chiapella, 2009) 31 GENERALITES CARYOLOGIE 32 Tableau 7 : Répartition des nombres de base par niveau de ploïdie . Ploïdie 2x 3x 4x 5x 6x 8x ≠x Total % 6 1 7 Nombre chromosomique de base 8 9 10 11 12 13 ≠ x 9 1 6 1 2 10 4 3 28 3 4 3 4 1 4 1 3 2 1 5 4 23 10 4 35 4 2 1,1 5,7 4,6 26,1 11,7 4,6 39,8 4,6 2,3 Tot 18 2 50 3 4 9 2 88 100 % 20,45 2,28 56,82 3,4 4,55 10,22 2,28 100 Tableau 8 : Répartition du nombre chromosomique de base. Nombre chromosomique de base 6 7 + + + + + 8 9 10 11 12 + + + 13 ≠X + + + + + + + + + + + + + + + + Total + + + + + Nb d’espèces 1 1 1 1 1 1 1 2 1 5 1 1 17 L'examen des données bibliographiques montre qu'il existe une grande variabilité de nombres chromosomiques et une grande diversité de nombre de base. D'après ces investigations les valences chromosomiques trouvées sont très variables. Les tétraploïdes sont très répandues dans la nature, surtout lorsque le nombre de base est de x = 12. Il est à remarquer que les tétraploïdes représentent 56,82% du nombre total des niveaux de ploïdie, les diploïdes sont particulièrement mieux représentés lorsque le nombre de base est x = 9 et les autres niveaux de ploïdie faiblement représentés. GENERALITES CARYOLOGIE 33 Un nombre chromosomique nouveau à n = 23 a été observé chez G. florida ssp. florida et G. florida ssp.polygaliphylla. Un autre nouveau niveau de ploïdie à n = 32 a été trouvé chez G. tournefortii ssp. tournefortii (Cusma et al., 2009). GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 34 3- Généralités sur les huiles essentielles 3- 1- Historique L’histoire des matières odorantes est liée à celle de l’humanité, déjà dans l’Egypte antique (environ 4500 av. JC) l’homme utilisait largement les huiles balsamiques, les baumes parfumés, les résines aromatiques, les épices et les végétaux odorants. Ces produits odorants furent d’abord employés pour les cérémonies religieuses et réservés à des usages sacrés. Dans la citation de Gilgamesh (1700 av. JC) l’utilisation du bois de cèdre était mentionnée. Peu à peu, les parfums s’étendirent à des usages charnels: on s’en servit pour les fêtes, les banquets et enfin pour la toilette. Les peuples de l’Extrême-Orient, la Chine et les Indes, dont les civilisations étaient très évoluées, distillaient les substances odorantes des végétaux et des animaux. Ces pays entrèrent plus tard en relation avec d’autres peuples comme les Egyptiens qui se servaient de nombreuses essences (rose, santal). Les découvertes faites par Ebers (Egyptologue Allemand) montrent que les égyptiens utilisaient beaucoup de substances aromatiques telles que le carvi, la coriandre, le fenouil, la cardamome, le safran. A cette époque ils pratiquaient déjà l’extraction des huiles essentielles et des substances aromatiques d’un certain nombre de fleurs et de végétaux. Les égyptiens connaissaient le principe de la fermentation et avaient recours à l’expression des sucs des plantes et des fruits. La civilisation du Nil a transmis au travers des gravures sur la pierre toute une iconographie des procédés de préparation des huiles, des baumes et des liqueurs fermentées. Les romains furent les maîtres dans l’art de l’extraction et de la conservation des arômes par macération de l’aromate dans un corps gras. Le développement industriel de la distillation par les arabes fut le premier pas dans la production moderne des produits odorants. En effet ils se sont intéressés au problème lié à l’extraction des huiles essentielles de fleurs au moyen de la distillation, procédé encore peu connu à l’époque. GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 35 Au Xème siècle le médecin Avicenne (Iben Sina) introduisit dans ses potions l’huile et l’eau de rose extraite de Rosa centifolia. Au XIIIème siècle la notion d’huile essentielle apparaît avec le succès de l’école de Montpellier. A la même époque Jean de la Roquetaillade publie son traité sur la vertu et la propriété de la quintessence de toutes choses et se fit connaître avant Paracelse (Paris et Moyse, 1976). En France la vogue des parfums ne commença que vers le XIIIème siècle et ce n’est que vers le milieu du XVème siècle que l’industrie des essences a prospéré. Avec les progrès de la chimie l’extraction des essences devient plus rationnelle et dès le XIXème siècle l’industrie proprement dite des arômes à usage alimentaire voit le jour. Elle connaît un essor remarquable parallèlement à celui des parfums bénéficiant des nombreux progrès techniques. 3- 2- Procédés d’obtention de matières parfumées 3- 2- 1- La digestion La solubilisation des substances odorantes et aromatisantes par les graisses ou les corps gras en général est connue depuis longtemps. Théophraste, Dioscoride, Égine, Pline, Mesuë et Éressos (287 av. J-C.) recommandent déjà de chauffer le mélange d’huiles et d’aromates au bain-marie pour éviter la carbonisation de l’arôme (Paris et Moyse, 1976). Pline, en 79, distingue l’excipient Hedysmata et les aromates Stymna. Il différencie le macéré : Diaspermata et les lies Magmata. La décoction fut prescrite pour les préparations de la pharmacopée tandis que la digestion à petite chaleur était employée pour les huiles odoriférantes. Libau (1616) décrit la digestion en vase clos. Béguin (1624) emploie le sel pour empêcher la putréfaction dans les digestions composées. Baume (1769) traite longuement des huiles par décoction ou infusion et montre que l’huile est une substance qui a la propriété d’extraire seulement les substances huileuses et résineuses. L’extraction des matières odorantes à l’aide des corps gras par immersion ou par contusion au sein des huiles ou des graisses a nécessité la mise en œuvre de techniques de séparation d’importance capitale. GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 36 La décantation s’accompagnant de pertes considérables on lui substitua l’expression. Cependant la décantation intervient pour parfaire le produit de l’expression, séparer l’eau de végétation ou celle apportée par l’alcool. Puis vint la presse hydraulique perfectionnée par Brahma (1797) et ensuite par Montgolfier (1819). 3- 2- 2- L’enfleurage Depuis l’antiquité l’affinité des corps gras pour les composés odorants n’est plus à démontrer. Il faut attendre le XIXème siècle pour exploiter cette propriété grâce à l’enfleurage. Cette technique a été d’abord utilisée comme la façon la plus fidèle pour restituer l’odeur des fleurs. Toutefois l’avantage de l’enfleurage par rapport à la digestion n’a été compris que vers la fin du XXème siècle. Les premières matières grasses employées, l’huile d’olive vierge ou l’huile d’amande douce étaient utilisées avec les fleurs d’oranger, de jasmin, de violette, et de tubéreuse. Au début au milieu du XIXème siècle les matières grasses utilisées étaient le suif de porc et de bœuf. A cette époque le parfumeur Pivert perfectionna la technique manuelle par un procédé pneumatique. A partir du XXème siècle le suif est remplacé par des huiles hydrogénées (paraffines). Par la suite on s’est aperçu que le coûteux procédé d’enfleurage n’est pas avantageux on lui préféra l’extraction par des solvants volatils. 3- 2- 3- Extraction par solvants volatils Cette extraction consiste à épuiser le produit odorant par un solvant et à chasser ensuite ce même solvant soit par concentration distillatoire soit par précipitation. Après évaporation du solvant on obtient des produits résineux, des pommades, des concrètes. Le premier solvant fut l’alcool éthylique puis vint l’éther. Plus tard on mit en œuvre le sulfure de carbone, le benzène, l’éther de pétrole, les solvants chlorés et fluorés. GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 37 3-3- Huiles essentielles 3-3-1- Définition Dès le XVIIIème siècle Diderot et d’Alembert font référence dans leur Encyclopédie à l’obtention des huiles essentielles par distillation de différentes plantes (Figure 3) Figure 3: distillation de plantes au XVIIème siècle Diderot et L’encyclopédie d’Alembert., des Sciences Bibliothèque de l’image, Ed. 2002 Les huiles essentielles sont "des produits de composition généralement assez complexe renfermant les principes volatils contenus dans les différentes parties des plantes" (Figure 4) Deux procédés d’obtention des huiles essentielles sont la distillation par la vapeur d’eau de plantes à essence et l’expression des fruits du genre Citrus. Plus récemment L’AFNOR 1996 a donné la définition d’une huile essentielle : "produit obtenu à partir d’une matière végétale soit par entraînement à la vapeur soit par expression, procédé mécanique mis en œuvre à partir de l’épicarpe des Citrus". L’huile essentielle est ensuite séparée de la phase aqueuse par des procédés physiques. Certain traitements physiques (par ex : re-distillation, aération, déterpénation) pourraient entraîner des changements significatifs de sa composition GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 38 feuilles : romarin, sauge, niaouli, eucalyptus, ... écorces : cannelier, ... racines : angélique, calamus, ... rhizomes : gingembre, vétiver, iris, valériane,... bulbes : oignons, ... bois : santal, bois de rose, camphrier, cèdre,... péricarpes de fruits : orange, citron, mandarine, ... huiles essentielles partie de la plante tiges : citronnelle, ... fleurs : jasmin, rose, ylang-ylang, camomille , ... fruits : aneth, céleri, carvi, fenouil, coriandre, ... Figure 4: Provenance des huiles essentielles en fonction des différentes parties de plantes Cette définition spécifique est restrictive. En effet elle exclut les produits obtenus par extraction à l’aide de solvant et ceux obtenus par tout autre procédé (gaz sous pression, enfleurage) bien que ceux-ci occupent une place importante sur les marchés de la parfumerie, de la cosmétique, de la pharmacie ainsi que dans de nombreux secteurs de l’industrie agroalimentaire (Figure 5). Il semble donc utile de définir les termes les plus couramment utilisés dans ces domaines. GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES ARÔMESNATURELS 39 ARÔMESdeSYNTHESE procédéschimiques plantesfleursépices distillationàla vapeur d'eau huiles essentielles eauxflorales extractionpar solvant fruits expression distillation avecalcool infusion alcoolats jus concentré concrètes expressionet alcool jus concentrés produits aromatisants n'existant pasàl'état naturel produits aromatiques artificiels oléorésines absolues produits aromatisants identiques auxcorps existant dans lanature arômes renforcés Figure 5 : procédés d'obtention des divers produits odorants à partir de sources naturelles ou synthétiques (Bruneton, 1987) 3- 3- 2- Concrète La concrète est un extrait à odeur caractéristique obtenu à partir d’une matière première fraîche d’origine végétale par extraction au moyen d’un solvant non aqueux, suivie de l’élimination de ce solvant par un procédé physique. Dans la pratique courante on parle plus volontiers d’essence concrète. 3- 3- 3- Pommade florale La pommade florale est un corps gras parfumé obtenu à partir de fleurs, soit par "enfleurage à froid" (c’est la diffusion des constituants odorants des fleurs dans le corps gras) soit par "enfleurage à chaud" (c’est la digestion ou immersion des fleurs dans le corps gras fondu). 3- 3- 4- Résinoïde Les résinoïdes sont des extraits à odeur caractéristique obtenu à partir d’une matière première sèche d’origine végétale par extraction à l’aide d’un solvant non aqueux, suivie de l’élimination de ce solvant par un procédé physique. GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 40 Le terme résinoïde est surtout employé en parfumerie alors que celui d’oléorésine d’extraction est utilisé en aromatisation alimentaire et en parfumerie. 3- 3- 5- Absolue Produit obtenu à partir d’une concrète, d’une pommade florale ou d’un résinoïde par extraction à l’éthanol à température ambiante. La solution éthanolique obtenue est généralement refroidie et filtrée dans le but de supprimer les cires, l’éthanol est ensuite éliminé par distillation. Les huiles essentielles peuvent subir un traitement ultérieur destiné à éliminer partiellement ou totalement un constituant ou un groupe de constituants indésirables pour l’industriel : on parle alors d’huile essentielle "déterpénée", "désesquiterpénée", "rectifiée", "privée de x...", etc… 3- 4- Répartition et localisation Selon Lawrence (1995) les huiles essentielles existent chez 17 500 espèces végétales. Les genres riches en huile essentielle sont répartis dans un nombre limité de familles : Myrtaceae, Lauraceae, Rutaceae, Lamiaceae, Asteraceae, Apiaceae, Cupressaceae, Poaceae, Zingiberaceae, Piperaceae, etc… Les huiles essentielles peuvent être stockées dans tous les organes végétaux : fleurs (bergamotier, tubéreuse), les feuilles (eucalyptus, laurier noble, menthe poivrée), l’écorce (cannelier), le bois (bois de rose, santal blanc), la racine (angélique), des rhizomes (curcuma, gingembre), des fruits (aneth, anis, badiane) et dans les graines (muscade). Si tous les organes d’une même espèce peuvent renfermer de l'huile essentielle, la composition de cette dernière peut varier selon sa localisation. Ainsi, dans le cas de l’oranger amer (C. aurantium L. ssp. aurantium, Rutaceae), le péricarpe frais du fruit fournit l’huile essentielle d’orange amère ou "essence de Curaçao", la fleur fournit "l’essence de Néroli" et l’hydrodistillation de la feuille, des ramilles et des petits fruits conduit à "l’essence de petit grain bigaradier". La composition de ces 3 huiles essentielles est différente. La synthèse et l’accumulation des huiles essentielles sont généralement associées à la présence de structures histologiques spécialisées souvent localisées sur ou à proximité de la surface de la plante : cellules à huiles essentielles des Lauraceae GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 41 ou des Zingiberaceae, poils sécréteurs des Lamiaceae (origan vulgaire) Svoboda (2000 et 2003), poches sécrétrices des Myrtaceae ou des Rutaceae, canaux sécréteurs des Apiaceae ou des Asteraceae (Figure 6) Figure 6 : coupe transversale d’un canal résinifère K. ROSS - Grande Encyclopédie des sciences et des techniques 1974 - Grande Batelière - Éd. Kister - Genève-Érasme Les cellules subcuticulaires productrices d’huile essentielle dans Origanum dictamnus (Figure 7) se développent à partir de l’épiderme après division de la cellule mère (Gaspar and Leeke, 2004) Figure 7: poches sécrétrices dans Origanum dictamnus. 3- 5- Obtention des huiles essentielles 3- 5- 1- Par expression des épicarpes de Citrus Les zestes sont lacérés et le contenu des poches sécrétrices, qui ont été rompues, est récupéré par un procédé physique. Le procédé classique consiste à exercer, sous un courant d’eau, une action abrasive sur la surface du fruit. Après élimination des déchets solides l’huile essentielle est séparée de la phase aqueuse par centrifugation. GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 42 3- 5- 2- Par distillation en présence d’eau * Hydrodistillation simple Elle se produit dans l’appareil de Clevenger et consiste à immerger directement le matériel végétal à traiter (entier, coupé ou éventuellement broyé) dans un alambic rempli d’eau qui est ensuite portée à ébullition. Les vapeurs hétérogènes sont condensées sur une surface froide. Les vapeurs ascendantes provenant de l’alambic ou du réacteur progressent, puis se condensent par refroidissement. Le condensat est récupéré, puis l’huile est séparée de la phase aqueuse. * Distillation à vapeur saturée La distillation à vapeur saturée produite avec l’appareillage de Kaiser Lang, le végétal n’est pas en contact avec l’eau : la vapeur d’eau est injectée au travers de la masse végétale disposée sur des plaques perforées. * Hydrodiffusion Cette technique, développée par la firme Suisse Schmidt SA (1981), consiste en l’expulsion de la vapeur d’eau à très faible pression (0,02-0,15 bar) à travers la masse végétale du haut vers le bas. La composition des produits extraits est sensiblement identique à celle des produits obtenus par les méthodes classiques. Le procédé permet un gain de temps et d’énergie et évite un grand nombre d'artéfacts liés à une température excessive. En fait ce procédé correspond à la percolation en phase vapeur. 3- 6- Facteurs de variabilité Des travaux de recherche montrent que la composition chimique des huiles essentielles est très fluctuante. En effet elle dépend d’un grand nombre de facteurs d’ordre naturel (génétique, localisation, maturité, sol, climat, etc…) ou technologiques (mode de culture ou d’extraction d’huile essentielle de la plante). 3- 6- 1- Diversité selon l’organe végétal Chez une même espèce il arrive que la composition chimique de l’huile essentielle diffère d’un organe à un autre. C’est le cas de la cannelle (Cinnamomum GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 43 zeylanicum Blume) dont les feuilles donnent une huile riche en eugénol, les écorces fournissent un extrait où l’aldéhyde cinnamique est majoritaire, tandis que le camphre prédomine dans l’essence des racines (Guignard, 1983). 3- 6- 2- Influence de la période de récolte, du climat et du sol La proportion des différents constituants de l’huile essentielle d’une espèce donnée peut varier au cours de son développement. Chez Coriandrum sativum L. le fruit mûr contient 50% de plus de linalol que le fruit vert (Croteau, 1986). Une menthe poivrée récoltée en début de floraison a une huile essentielle riche en néomenthol et en menthone tandis qu’en fin de floraison cette huile est riche en menthol (Bruneton, 1987). Chez la vervaine, le 1,8-cinéole est produit durant la période de floraison entre avril et mai (Djerrari et al, 1992). Le climat et le sol ont une influence plus importante pour les espèces végétales dont l’organe sécréteur d’huile essentielle se situe au niveau des poils glandulaires (Lamiaceae, Verbenaceae, Geraniaceae, Rutaceae) que pour celles dont l’huile est produite dans les formations schizogènes des feuilles, calices ou tiges (Lauraceae, Asteraceae) (Fluck, 1963). 3- 6- 3- Influence des différents paramètres sur la qualité des huiles essentielles 3- 6- 3- 1- Influence de la qualité du végétal L’extraction des huiles essentielles ne s’effectue pas toujours avec de très bons rendements. De plus la qualité des essences obtenues dépend dans une large mesure de l’état de fraîcheur du végétal et du temps écoulé entre la récolte et l’extraction de l’huile. Un stockage de la plante pendant 24 heures suffit pour induire des changements sensibles de composition, lesquels peuvent d'ailleurs être souhaités. Ainsi Tucarov (1964) note la disparition de 15% de produits volatils dans le végétal après 3 mois de stockage. Il observe également une différence entre les feuilles jeunes, plus riches en essence, et les feuilles âgées. Dans le cas du cumin et de la cardamome Ogzewalla and Williams (1962) montrent que la quantité d’essence au bout d’une année passe de 5% à quelques traces si l’épice est stockée sous forme de poudre exposée ou non à l’air. GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 44 Ces exemples nous indiquent l’intérêt d’extraire les huiles essentielles ou de préparer des extraits à partir de matériel végétal fraîchement récolté n’ayant subi aucune dégradation par la chaleur ou l’oxygène de l’air. Cependant il est à noter que pour certains genres : Lavandula, Mentha ou Vetiveria, un préfanage est nécessaire pour développer les arômes recherchés. 3- 6- 3- 2- Influence de la lumière, du pH et de la cinétique au cours d'extraction La lumière a une action néfaste, plus marquée sur les huiles essentielles et oléorésines que sur le végétal. De Cleyn and Verzele, (1972) constatent que la pipérine, sous l’action des rayonnements Ultra Violet, s’isomérise en isochavicine (Figure 8) dépourvue de goût. La possibilité de transformation des constituants des huiles essentielles explique que la composition de l’extrait obtenu par hydrodistillation soit le plus souvent différente de celle du mélange initialement présent dans les organes sécréteurs du végétal (Bousquet, 1972). O O O N Pipérine O U.V. O N O Isochavicine Figure 8 : Transformation de la pipérine en isochavicine sous l’action des UV Au cours de l’hydrodistillation l’eau, l’acidité et la température peuvent induire l’hydrolyse, la déprotonation, l’hydratation et la cyclisation mais aussi le réarrangement, l’isomérisation, la racémisation, l’oxydation, etc… et ce d’autant plus que la distillation est longue et le pH acide (Bousquet, 1972). Plus le pH du milieu est acide plus la différence de composition avec l'essence originelle est importante (Naudin et Schneider, 1879). Parmi les constituants sujets aux artefacts les auteurs signalent tout particulièrement les monoterpènes mono et bicycliques (sabinène), les alcools monoterpéniques et leurs esters (linalol et son acétate) (Koedam, 1982, et Naudin et Schneider, 1879). GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 45 Par ailleurs la cinétique de distillation n’est pas la même pour tous les constituants d’une huile essentielle (carbures, alcools, cétones, etc.…) : la composition du distillat varie en fonction du temps de distillation. Toutes ces observations montrent les difficultés que l'on peut rencontrer lors de la préparation et de la conservation des huiles essentielles. Aussi, pour assurer la qualité de celles-ci, il est donc nécessaire de définir et de contrôler tous les paramètres depuis la récolte du végétal jusqu'à l'obtention du produit final. 3- 6- 4- Existence de variétés chimiques ou chémotypes Au sein d’une même espèce la composition chimique de l’huile essentielle peut être différente : on parle alors de races chimiques ou de chémotypes. Il s’agit d’un polymorphisme chimique, une espèce peut être homogène au niveau de son caryotype et produire des huiles essentielles de compositions différentes. Le cas des thyms avec ses 7 chémotypes, et le cas d’Ocimum gratissimum L., qui peut présenter cinq chémotypes : eugénol, méthyl-eugénol, linalol, β-caryophyllène et géraniol (Garnero, 1978, 1985 et Charles et Simon, 1992). Charchari et Boutekedjret, (1994) ont démontré que le rendement en huile essentielle et la teneur en principaux constituants de l’huile essentielle d’Artemisia herba-alba récoltée en Algérie diffèrent selon le lieu de récoltes de la plante, ils observent 2 chémotypes: le type à α-thuyone caractérisant l’huile essentielle de la plante provenant de Ghardaïa et celui à α-thuyone-camphre et chrysanthénone caractérisant celle de la plante récoltée à Biskra, à Bordj Bou Arreridj et à Laghouat. 3- 6- 5- Rôle des huiles essentielles dans la plante Plusieurs hypothèses ont été avancées sur le rôle des huiles essentielles. La plus ancienne prétend que les huiles essentielles sont des produits métaboliques sans intérêt biologique. Depuis le début du XXème siècle, différentes suppositions ont été établies. D’après Verschaffelt and Stahl, (1915), les essences constituent un moyen de défense contre les prédateurs (microorganismes, champignons, insectes, herbivores) en modulant les comportements de ceux-ci vis-à-vis des plantes. GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 46 Les constituants des huiles essentielles sont considérés par Lutz, (1940) comme des modérateurs des réactions d’oxydation intramoléculaire protégeant la plante contre les agents atmosphériques. Selon lui, certains de ces composés se comporteraient aussi comme source d’énergie à la suite d’une baisse de l’assimilation chlorophyllienne. Bousquet, (1972) considère que certains de ces produits seraient des composés intermédiaires du métabolisme et qu’ils se trouveraient à l’état libre durant certaines périodes en relation avec l’activité végétative de la plante. Les travaux de Nicholas, (1973) ont montré que les monoterpènes et sesquiterpènes peuvent jouer des rôles aussi variés qu’importants dans la relation des plantes avec leur environnement. Par exemple, le 1,8-cinéole et le camphre inhibent la germination des organes infectés ou la croissance des agents pathogènes issus de ces organes. Bruneton, (1999) estime que la volatilité et l’odeur marquée de ces essences en font des éléments de la communication chimique. Une mise au point de Croteau, (1988) montre que les huiles volatiles auraient un rôle de mobilisateur d’énergie lumineuse et de régulateur thermique au profit de la plante. Elles réguleraient la transpiration diurne en absorbant les rayons ultraviolets par leurs constituants insaturés. La présence et la teneur en huiles essentielles dans les plantes seraient donc en rapport avec la photochimie. 4- Méthodes d’identification des composés Si aujourd’hui les méthodes d’identification des molécules présentes dans les huiles essentielles sont précises, rapides et fiables, il n’en était pas de même au début du XXème siècle. En effet, les seuls moyens connus étaient : l’indice de réfraction, le pouvoir rotatoire, la densité, le pH, l’absorption UV/visible que l’on associait aux différentes méthodes de contrôles chimiques tel que l’indice de carbonyle, d’ester, d’acide, d’alcool et de phénol. De nos jours, ces contrôles physicochimiques sont encore utilisés, par exemple pour connaître l’indice d’acidité d’une huile essentielle de lavande mise sur le marché. Par contre, les nouvelles techniques de séparation, en particulier la chromatographie en phase gazeuse (CPG), sont les mieux adaptées à l’analyse des constituants volatils GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 47 dans les extraits aromatiques. La CPG peut être couplée à des méthodes spectrales, telles que l’infra-rouge ou la spectrométrie de masse qui est de loin la plus utilisée. La RMN (résonance magnétique nucléaire) peut être couplée ou non à une CPG. Récemment la CPG a été couplée à des détecteurs de type ICP (inductively coupled plasma) qui permettent l’analyse des constituants d’une molécule par choix d’un atome particulier. 4- 1- La chromatographie en phase gazeuse La CPG est basée sur le principe de la chromatographie de partage (Tranchant, 1964). La phase stationnaire étant un liquide non volatil réparti ou greffé sur un support inerte. La phase mobile est constituée de gaz inerte (H2, N2, He). La solution est injectée au moyen d'une seringue soit manuellement, soit avec un injecteur automatique qui permet d'obtenir une meilleure reproductibilité. La chambre d’injection est maintenue à une température telle que la vaporisation de l’échantillon se fasse dans un temps le plus court possible. La séparation des composés dépend du type de colonne utilisée et de la polarité de la phase stationnaire. Après avoir choisi le type de colonne appropriée et un programme de température adéquat, la détection des composés élués est obtenue par un détecteur FID (détecteur par ionisation à flamme). Dans le cas des huiles essentielles, le FID est le détecteur le plus cité dans la littérature. Pour d’autres applications particulières, recherche de pesticides par exemple, les détecteurs de type ECD (détecteur à capture d’électron) ou TSD (détecteur termo-ionique spécifique) sont les plus adaptés. Ces détecteurs sont très rarement utilisés pour l'analyse des huiles essentielles en raison de leur grande sensibilité envers les atomes de chlore, d’azote ou de phosphore, atomes qui sont peu fréquemment rencontrés dans celles-ci. Un problème important à ne pas négliger est de connaître la compatibilité de la température de l’injecteur avec les produits étudiés, afin qu’ils ne subissent pas de dégradation ou de transformation. Par exemple, l’ascaridol extrait de l’essence de Chenopodium ambrosioides se décompose rapidement à 130°C en diol, ce qui est dû en particulier à sa structure qui possède un pont peroxydique (Figure 9). GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES O OH CH3 O 48 CH 3 OH iPr iPr Figure 9 : Dégradation de l’ascaridol 4- 2- Indice de rétention L’un des problèmes de la CPG est le manque de reproductibilité des temps de rétention d’un appareil à l’autre ou d’une colonne à l’autre, même si elles sont de nature identique. Pour résoudre ce problème lié aux phénomènes complexes qui interviennent pendant l’élution (variation des conditions opératoires), Kovats a proposé l’utilisation d’un indice de rétention (IK), en considérant que la montée de température du four est linéaire sur la plage de température étudiée. Van Den Dool and Kratz, (1963) ont donc utilisé ces indices qui sont indépendants des conditions chromatographiques. L’indice de rétention est une grandeur caractéristique de chaque composé et du type de colonne. Deux types de phases stationnaires sont généralement utilisés ce qui permet de résoudre le plus souvent les problèmes de coélutions. Sur colonne "apolaire", les composés sont élués approximativement dans l’ordre de leur point d’ébullition. Dans le cas d’une colonne "polaire" les composés les plus "polaires" seront retenus plus facilement et donc auront un indice de rétention plus élevé. Quel que soit le type de colonne, les constituants d’une même famille sont élués dans le même ordre. Les IK sont calculés par comparaison entre les temps de rétention (Tr) du composé étudié et ceux d’une série d’alcanes linéaires permettant un « étalonnage » du chromatogramme. Ces IK sont définis par la relation : Tr [A] - Tr [Cn] IK = 100n + 100x Tr [C(n+1)] - Tr [Cn] IK est l’indice de Kovats ; n est le nombre de carbones de la paraffine précédant immédiatement le composé étudié ; Tr [A] est le temps de rétention du composé étudié ; Tr [Cn] est le temps de rétention de la paraffine précédant immédiatement le GENERALITES 49 LES HUILES ESSENTIELLES composé étudié ; Tr [C(n+1)] est le temps de rétention de la paraffine à n+1 atomes de carbone suivant immédiatement le composé. Produit inconnu tr (mn) 24,35 IK = (100 x 14) + Alcane inférieur C 14 H 30 tr (mn) : 23,59 100x 24,35 - 23,59 26,14 - 23,59 = 1430 Alcane supérieur C 15 H 32 tr (mn) : 26,14 De ce fait, leur seule fragmentation en spectrométrie de masse ne permet pas de les différencier avec suffisamment de certitude. Leurs temps de rétention sont par contre différents, ce qui correspond à des indices de Kovats de 1430 et 1462, et permettent par conséquent de les identifier avec certitude. Par exemple, le β-copaène et le cis-muurola-4(14),5-diène possèdent des spectres de masse (Figure 10) dont l'abondance des ions est très voisine. H H β-copaène H cis-muurola 4(14),5-diène Figure 10 : Spectres de masse de 2 hydrocarbures sesquiterpéniques différents 4- 3- Biosynthèse des constituants volatils et odorants Les isoprénoïdes sont des composés issus de la condensation d’unités de base à 5 carbones de type isoprène (Figure 11). On parle également de composés terpéniques GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 50 ou terpènoïdes, l’unité monoterpène correspondant à des molécules à 10 carbones formées à partir de deux unités isoprènes. C10 Monoterpènes (ex: limonène) Figure 11 : Formation des isoprénoïdes Unité de base C5: isoprène C40 Tetraterpènes (ex: β-carotène) <300 OH Polyterpènes (ex: caoutchouc) De façon analogue à la famille des composés phénoliques, les isoprénoïdes regroupent à la fois des molécules de faibles poids moléculaires, volatiles et composants principaux d’huiles essentielles, et des molécules hautement polymérisées comme par exemple le caoutchouc. Cette voie de biosynthèse donne naissance à de très nombreux métabolites secondaires, mais participe également à la synthèse de composés comme le β-carotène, les chlorophylles, l’ubiquinone ou la plastoquinone, qu’on ne positionne généralement pas dans le métabolisme secondaire. 4- 3- 1- Classification des composés terpéniques La classification des terpènoïdes repose sur le nombre d’unités terpéniques (tableau 9). Certains composés importants sont des produits du catabolisme des terpènes, par exemple certains arômes de la tomate et l’acide abscissique (une hormone en C15 de réponse au stress hydrique, très importante chez les plantes) sont des produits du catabolisme de caroténoïdes (C40). Tableau 9 : Classification des terpénoïdes Nombre de Carbone C5 : C10 : C15 : C20 : hémiterpènes monoterpènes sesquiterpènes diterpènes C30 : C40 : C45 et C50 Au-delà : triterpènes tétraterpènes (caroténoïdes) queues terpéniques des molécules d’ubiquinone et de plastoquinones polyterpènes (caoutchouc…) Terpènes Nombre d’unité isoprène une unité isoprène deux unités isoprène trois unités isoprène quatre unités isoprène GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 51 4- 3- 2- Origine biosynthétique de l’isoprène L’unité de base des biosynthèses est l’isopentényl diphosphate (IPP) et son isomère le diméthylalyl-diphosphate. Ces deux composés sont associés en géranyldiphosphate (précurseur des monoterpènes), en farnésyl diphosphate (précurseur des sesquiterpènes et des triterpènes) et en geranyl-geranyl diphosphate (précurseur des diterpènes et des tetraterpènes) par des isoprényltransférases. Deux voies de biosynthèse conduisent à ces unités de base à 5 carbones. La première est la voie du mévalonate. Elle débute par la condensation de 3 unités acetyl CoA, passe par un composé en C6 (le mévalonate) et débouche sur l’IPP. La seconde voie – voie du MEP ou encore nommée voie indépendante du mévalonate est spécifique des végétaux et se déroule dans les plastes. Elle débute par la condensation d’une unité pyruvate (C3) avec une unité glyceraldéhyde 3-phosphate (C3) et conduit au methylerythritol phosphate (MEP) un composé intermédiaire en C5. Plusieurs étapes enzymatiques conduisent ensuite à la synthèse de l’IPP. Cette voie n’a été mise en évidence qu’à la fin des années 90, il s’est rapidement avéré qu’il s’agit de la voie majoritaire pour la biosynthèse de la majeure partie des terpènes. Monoterpènes Composés à 10 carbones, souvent volatils, aromatiques (sens olfactif) et biologiquement actifs (bactériostatiques, signalisation plantes-insectes). Ils sont largement présents dans les résines et les huiles essentielles (exemples du pinène constituant majeur de l’essence de térébenthine et du menthol) (Figure 12). On distingue les monoterpènes linéaires, des monoterpènes monocycliques et bicycliques. mentho l p in è n e Figure 12 : Exemples de monoterpènes GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 52 Sesquiterpènes Composés à 15 carbones assez représentés chez les végétaux. Le farnésol un sesquiterpène linéaire de nombreuses huiles essentielles (Figure 13), abondamment utilisé en parfumerie. On distingue également les sesquiterpènes monocycliques et polycycliques (exemple : le caryophyllène, un sesquiterpène bicyclique en partie responsable du piquant du poivre) caryophyllène Figure 13 : Exemple de Sesquiterpènes Diterpènes Composés terpéniques à 20 carbones. On retrouve parmis les dérivés de diterpènes la queue phytol des chlorophylles a et b et les résidus terpéniques du tocophérol (vitamine E) et de la phylloquinone (vitamine K1). Triterpénoïdes Cette famille regroupe des composés dérivés d’une unité à 30 carbones, le squalène. On distingue en fonction du nombre de cycles les monoterpènes pentacycliques des monoterpènes stéroïdiens (tétra cycliques). Bien que les composés stéroïdiens soient largement représentés dans le monde animal, de nombreux phytostérols sont spécifiques des végétaux. Les saponosides et les cardénolides sont des hétérosides formés à partir d’un triterpène qui constitue la génine et de résidus glucidiques. Tetraterpènes Cette famille de terpènes à 40 carbones, compte en particulier les caroténoïdes dont un pigment photosynthétique majeur (le beta-carotène) mais également des pigments aux propriétés anti-oxydantes comme le lycopène de la tomate (Figure 14). GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 53 β-carotène Lycopène Figure 14 : Exemples de tertraterpènes 4- 4- Les acides gras Outre les 2 familles principales que forment les terpènes et les dérivés aromatiques, il existe d’autres constituants des huiles essentielles, Il s’agit d’acides gras dont le précurseur est l’ion malonyl-CoA qui résulte d’une réaction enzymatique entre l’ion bicarbonate et l’acétyl-CoA. Les acides gras sont à la base de la structure de tous les lipides (Bruneton, 1999). Les lipides sont préférentiellement solubles dans des solvants peu polaires tels que le chloroforme, l’hexane ou l’éther de pétrole. Ce sont des substances hydrophobes et parfois amphiphiles. Ces composés ne sont pas volatils, huile « fixe » par opposition aux huiles essentielles. Les lipides incluent une grande variété de composés dérivés d’acides gras, mais aussi des colorants et composés secondaires qui sont indépendants du métabolisme des acides gras. Chaque cellule végétale contient un ou plusieurs types de lipides, souvent situés dans des structures spécifiques (Somerville et al., 2000). Les métabolismes des acides gras et des lipides des plantes ont des voies de biosynthèse communes avec d’autres composés (métabolites primaires), celles des lipides ne sont pas toujours bien élucidées. Cette complexité résulte principalement de la structure cellulaire, les plantes supérieures synthétisant collectivement plus de 200 acides gras différents ; beaucoup de questions sont encore posées quant à la nature des enzymes impliquées dans la synthèse de ces composés. 4- 4- 1- Structure des lipides Les lipides possèdent des fonctions biologiques variées : réserves intracellulaires en énergie (Schmid, 1996), matériaux de protection thermique, GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 54 mécanique ou électrique, composants majoritaires des membranes biologiques, molécules porteuses d’informations dans la régulation cellulaire, hormones, médiateurs extracellulaires, messages intracellulaires, vitamines liposolubles (Moore, 1993). Les lipides peuvent être classés en fonction de leurs structures et de leurs propriétés chimiques. Les acides gras sont des acides carboxyliques R-COOH dont le radical R est une chaîne aliphatique de longueur variable qui donne à la molécule un caractère hydrophobe. La grande majorité des acides gras des végétaux se répartit en deux groupes : les acides gras saturés et insaturés. Dans les deux groupes, les plus fréquents ont 16 ou 18 atomes de carbone, ceux possédant moins de 12 atomes de carbone sont rares chez les végétaux. On trouve, cependant, les acides en C8 et C10 dans les triacylglycérols des graines de palmier, principalement constitués d’acide laurique et d’acide myristique. Jusqu’en C14, les acides gras sont rarement présents en quantité importante : beurre de laurier (C12), beurre de muscade (C14). Les acides gras dont la chaîne comporte plus de 20 atomes de carbone sont plus rares dans le règne végétal (Karleskind, 1992). 4- 4- 1- 1- Acides gras saturés Des dénominations synonymes coexistent : la nomenclature systématique s'efface souvent devant les noms d'usage, exemple : acide octadécanoïque = acide stéarique Nous présentons ci-après une liste des principaux acides gras des végétaux avec leur nom d’usage : C6:0 : acide hexanoïque (acide caproïque) C8:0 : acide octanoïque (acide caprylique) C10:0 : acide décanoïque (acide caprique) C12:0 : acide dodécanoïque (acide laurique) C14:0 : acide tétradécanoïque (acide myristique) C16:0 : acide hexadécanoïque (acide palmitique) C18:0 : acide octadécanoïque (acide stéarique) C20:0 : acide éicosanoïque (acide arachidique) C22:0 : acide docosanoïque (acide béhénique) C24:0: acide tétracosanoïque (acide lignocérique) C26:0 : acide hexacosanoïque (acide cérotique) C28:0: acide octacosanoïque (acide montanique) C30:0 : acide triacontanoïque (acide mélissique) GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 55 4- 4- 1- 2- Acides gras insaturés Les acides gras insaturés en C18 sont les plus abondants dans le règne végétal. La configuration de la (ou des) insaturation(s) est en règle générale dans une configuration Z, et pour les molécules polyinsaturées, les doubles liaisons se succèdent habituellement selon un motif 1,4-diènique. Les acides gras insaturés les plus fréquemment rencontrés dans le règne végétal sont : C 18:1 : acide (Z)-octadécènoïque = acide oléique C 18:2 : acide octadécadiènoïque = acide linoléique C 18:3 : acide 9,12,15-octadécatriènoïque = acide α-linolénique C 18:3 : acide 6,9,12-octadécatriènoïque = acide α-linolénique 4- 5- Les glycérides 4- 5- 1- Localisation Les acides gras jouent un rôle important dans la formation des glycérides dans les plantes. Cependant, il est utile de préciser que les teneurs en lipides sont très variables d’un organe végétatif à l’autre. En effet, les glycérides sont en faible quantité dans les organes aériens comme les feuilles et généralement en quantité encore plus faible dans les organes souterrains. Ils peuvent être extraits, par contre, en quantité plus importante à partir des graines, où ils se trouvent sous forme d’inclusions huileuses pouvant représenter plus de 50 % de la masse sèche, et ils constituent une réserve énergétique élevée pour le végétal. 4- 5- 2- Structures Les glycérides (acylglycérols) sont des esters d'acides gras et de glycérol. Le glycérol est un triol, il pourra donc par estérification avec des acides gras donner des monoesters (monoacylglycérols ou monoglycérides), des diesters (diacylglycérols ou diglycérides), et des triesters (triacylglycérols ou triglycérides). Un triacylglycérol peut être homogène ou hétérogène selon que les molécules d’acides gras qui estérifient les trois fonctions alcool du glycérol sont identiques ou différentes. Les acides gras saturés estérifient préférentiellement les fonctions alcool primaire du glycérol et les GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 56 acides gras insaturés estérifient principalement la fonction alcool secondaire (Ohlrogge et Jaworski, 1997). 4- 6- Biochimie du genre Genista L. Les végétaux sont de véritables usines chimiques, ils ont la particularité fondamentale de synthétiser les constituants complexes des tissus vivants. Certaines plantes présentent des substances particulières telles que les terpènes, les flavonoïdes, les hétérosides et les alcaloïdes des acides gras dont le rôle était mal connu. Du fait que ces composés ne se rencontrent pas chez toutes les espèces, ils sont considérés comme des métabolites secondaires (Normant et Normant, 1968 et Roberts et Marjorie, 1977). Les travaux effectués sur le genre Genista L. sont axées surtout sur les alcaloïdes, les phénols et les flavonoïdes, isoflavones (Manuta et Picci, 1977; Greinwald et al., (1992, 1995), Resen et al., (1993, 1994), Resen et Veit, (1995), Kirck et al., 1993; Fiedler et al., 1993, Wink et Witte, 1993, Tosun et al., 1994, Pistelli et al., 2001; Giachi et al., 2002 et Martins et al., 2005). Christov et al., (1991) ont isolés douze alcaloïdes quinolizidiniques de quelques espèces de la tribu des Genisteae. Ils ont montré qu'il existe une corrélation entre la morphologie de certaines espèces et leurs contenus alcaloïdique. Dans la tribu Genisteae les genres Lupinus, Chamaecytisus, Corothamnus, Genista et Chamaespartium sont les plus riches en alcaloïdes. Resen et al., (1994) constatent que la distribution des alcaloïdes tel que la cineverine, la cineroctine et le 13-a-hydroxylupanine n'est pas uniforme dans les différentes espèces de la section Spartioïdes. Greinwald et al., (1992) montrent que la distribution des alcaloïdes diffère d'un organe à l'autre chez Genista cinerea. L’investigation sur Genista saharae poussant en Libye ont permis la description de deux isoflavones : la 4’-O-methyl-8-C-β-D-glucopyranosylgénistéïne et la 8-C-βD-glucopyranosylgénistéïne, ainsi que deux alcaloïdes (Osama et al., 2000) et un nouveau isoflavones identifie sur les individus poussant en Algérie (Mekkiou et al., 2005). Des recherches sur flavonoïdes et les isoflavones sur Genista tricuspidata ont été effectués par Boumaza et al., (2006) GENERALITES LES HUILES ESSENTIELLES 57 Pour que les résultats aient une valeur taxonomique Erdtman, in Misset (1975) suggère l'emploi des composés qui ne participent pas aux processus principaux du métabolisme et qui ne soient pas sensibles aux facteurs externes, les terpènes et les alcaloïdes peuvent être considérés comme des produits finaux du métabolisme, donc utilisables à des fins taxonomiques. GENERALITES ACTIVITE BIOLOGIQUE 5- Utilisation des huiles essentielles en aromathérapie Il y a 40 000 ans, les aborigènes d’Australie utilisaient déjà les feuilles de Melaleuca alternifolia (Franchomme et al, 1990). C’est vers le XIIème siècle que le concept de l’aromathérapie s’est enraciné en Europe. Pendant les Croisades, les barbiers-chirurgiens découvrirent l’importance de l’hygiène et l’utilisation des huiles chez les Arabes. Les chevaliers ont donc rapporté des herbes et des huiles, ainsi que la technique de la distillation à la vapeur. En 1665, année de la grande peste à Londres, on brûlait la lavande, le cèdre et le cyprès dans les rues. Ces pratiques ont été souvent qualifiées de superstition par les historiens, mais les produits utilisés n’en possédaient pas moins des propriétés désinfectantes, bactéricides et antivirales (Walters, 1999). C’est ainsi qu’à la fin du XVIème siècle et vers le début du XVIIème siècle, plus de cent huiles essentielles étaient utilisées pour traiter diverses maladies. En fait, on peut résumer l’histoire de l’aromathérapie en 4 époques : - la première au cours de laquelle les plantes étaient utilisées telles quelles ou sous forme d’infusion ou de décoction, - la deuxième époque était celle où les plantes étaient brûlées ou mises à infuser ou à macérer dans une huile végétale, - la troisième époque correspond à la recherche de l’extraction de cette substance odorante. C’est la naissance du concept d’huile essentielle, qui aboutit à la mise au point des techniques de distillation, - la quatrième époque est la période moderne où la connaissance des composants des huiles essentielles intervient et essaie d’expliquer les actions physiques, chimiques, biochimiques et thérapeutiques des arômes végétaux. On doit le nom d’aromathérapie à Gattefossé, parfumeur lyonnais qui s’est intéressé à l’aspect thérapeutique des huiles essentielles. On constate de nos jours une augmentation significative de l’utilisation des huiles essentielles dans le domaine de l'aromathérapie (Franchomme et al., 1990). 58 GENERALITES ACTIVITE BIOLOGIQUE 59 5- 1- Activité biologique La recherche de molécules naturelles aux propriétés antimicrobiennes et antioxydantes est d’une grande importance aussi bien dans le domaine médicale que dans le domaine de l’industrie alimentaire. Dans ce contexte, les huiles essentielles constituent des sources potentielles pour ce type de molécules. Les effets antimicrobiens des différentes espèces de plantes aromatiques et d'épices sont connus depuis longtemps et mis à profit de manière empirique pour l'assainissement de l'air (encensoir) ou pour augmenter la durée de vie des aliments (bouquet garni). Les propriétés antimicrobiennes sont essentiellement dues à la fraction d'huiles essentielles contenues dans ces plantes. Une huile essentielle est composée de plusieurs constituants aromatiques plus ou moins volatils qui appartiennent aux différentes classes de la chimie organique : hydrocarbures (composés terpéniques), alcools (ex: géraniol), aldéhydes… En phytothérapie, les huiles essentielles sont utilisées pour leurs propriétés antiseptiques contre les maladies infectieuses d'origine bactérienne, par exemple contre les bactéries endocanalaires (Pellecuer et al., 1980) ou au niveau de la microflore vaginale (Viollon et al., 1993), et d'origine fongique, contre les dermatophytes (Chaumont et Leger, 1989, Kishore et al., 1993 et Lima et al., 1993), les moisissures allergisantes (Chaumont et Leger, 1992) ou les champignons opportunistes (Viollon et Chaumont, 1994). Elles présentent également des propriétés cytotoxiques (Sivropoulou et al., 1996) qui les rapprochent donc des antiseptiques et désinfectants en tant qu'agents antimicrobiens à large spectre. Les huiles essentielles les plus étudiées pour leurs propriétés antibactériennes et antifongiques appartiennent aux Lamiaceae: Thym, Origan, Sarriette, Lavande, Menthe, Romarin, Sauge, Hysope. L'essence de Thym est souvent rapportée comme étant parmi les huiles essentielles les plus actives (Pellecuer et al., 1980, Benjilali et al., 1986, Agnihotri et Vaidya, 1996). Son composé majoritaire, le carvacrol, possède également une forte activité antimicrobienne (Pauli and Knobloch, 1987). Les huiles essentielles du genre Eucalyptus sp, sont particulièrement indiquées contre les maladies respiratoires. Parmi 21 espèces d'Eucalyptus étudiées, les GENERALITES ACTIVITE BIOLOGIQUE 60 composés volatils d'Eucalyptus citriodora se sont révélés les plus efficaces, aussi bien vis-à-vis des bactéries que des levures et des champignons (Hajji et al., 1993). Les huiles essentielles sont volatiles, cette caractéristique permet donc d'envisager leur utilisation en tant qu'agents de préservation pour le contrôle de l'hygiène de l'air des systèmes de climatisation, notamment en milieu hospitalier, entraînant un effet bénéfique au niveau de la qualité de l'air des locaux. L'organisation mondiale de la santé (OMS) estime qu'environ 80% des habitants de la planète ont recours aux médecines traditionnelles à base de plantes (Assiniwi, 1988 et Beccera et al., 2002). Les huiles essentielles des plantes aromatiques et l’acide oléique peuvent constituées une solution alternative valable aux agents antifungiques dans la lutte contre les dermatoses mycosiques (Ouraini et al., 2007). Les huiles essentielles ont été utilisées aussi comme préservateur du bois d’œuvres. Le développement de nouveaux produits de protections du bois d’œuvres ayant pour principes actifs des biomolécules présentes dans les plantes aromatiques et médicinales peut s’inscrire comme une solution écologique à un coût moindre (Haluk et Roussel, 1998, 2000; El Ajjouri et al., 2008). Les résultats obtenus sur Cinnamomum verum, Origanum compactum et Eugenia caryophyllus ont montré que les huiles essentielles dont les composants majoritaires sont des phénols ou des aldéhydes expriment la plus grande activité antibactérienne (Bouhdid, 2009). Les acides gras libres participent à la création d’un manteau acide connu pour ces propriétes antimicrobiennes défavorables à Saphylococcus aureus et aux streptococcus (Saurat et Thomas, 2009). Shimura et al., (1983) ont déterminé que parmi des substances antifongiques synthétisées par les feuilles d’Oryza sativa L. (Poaceae) se trouvaient l’acide α-linolénique et l’acide 13(S)-hydroxy-octadéca(9Z,11E,15Z)-trièn-oïque. L’acide α-linolénique et l’acide linoléique sont des inhibiteurs de la cyclooxygénase-2 (COX-2), qui est une enzyme essentielle pour la biosynthèse des prostaglandines lors des réactions d’inflammation (Ringbom et al., 2001), GENERALITES ACTIVITE BIOLOGIQUE 61 Certaines espèces du genre Genista L. possèdent des vertus médicinales. Au Maroc dans la région de Tafilalet, Genista saharae est préconisé dans les désordres digestifs et Genista microcephala est utilisée pour les intoxications alimentaires et pour les infections microbiennes (El-Rhaffari et al., 1999). Dans la région Pallars Genista balansae est utilisée comme antalgique et anti-inflammatoire (Agelet and Vallès, 2003). Dans l'île de Madère Genista tenera est utilisée en médecine populaire pour le contrôle du diabète (Rauter et al., 2009). Ces auteurs ont évalués l'activité antidiabétique de son n-butanol. En outre, l’étude d’extrait de l'acétate d'éthyle et d'éther diéthylique pour évaluer les activités antioxydant, l’inhibition de l'acétylcholinestérase, ainsi que son cyto-et genotoxicitie. Les extraits flavonoïques de Genista ephedroides, testés contre l’antigénotoxicité des médicaments anticancéreux mutagènes, montrent une réduction de la génotoxicité (Scarpato et al., 2008). Chapitre II Matériel et Méthodes 62 Chapitre II : Matériel et Méthodes 1- Choix des stations et échantillonnages Une récolte des espèces du genre Genista L. a été effectuée en vue de la détermination et l’identification des espèces endémiques de l’Est algérien (Figure 15). Figure 15 : Lieu de récolte des échantillons des espèces du genre Genista L. La détermination des espèces a été réalisée sur des échantillons possédant les parties aériennes végétatives (tiges et feuilles) et reproductives (fleurs, gousses et graines) qui constituent les éléments fondamentaux de leur classification. La détermination a été facilitée par l'utilisation de la flore de (Quézel et Santa, 1962-1963), (Maire, 1987) et (Gibbs, 1966). Les échantillons témoins, sont conservés au laboratoire de valorisation biologique des ressources végétales. Après la localisation des espèces endémiques du genre Genista L., le choix des stations, lieu de prélèvement des espèces étudiées, est fait selon la présence et l’accessibilité à ces endémiques et selon les moyens mis à notre dispositions. Les caractéristiques de nos stations, (Tachouda, Aôakas, Elaouana, Bou-Taleb et Bou-saâda), sont regroupées dans le tableau 10. Chapitre II Matériel et Méthodes 63 Tableau 10: Caractéristiques des stations échantillonnées. Genista Localité Altitude (m) Exposition Pente (%) Précipitation mm/an tricuspidata vepres Sétif (Tachouda) Aôakas (Tizi n’Berber) 1000 w 50 600 numidica ulicina saharae microcephala ElAouana Bousaâda BouTaleb (Rasfa) 1100 N 40 350 W 25 900 / 45 1000 SW 25 734 1000 250 250 De chaque espèces, nous avons prélevé des graines matures pour l'étude caryologique et des échantillons de plantes ont été prélevé en pleine période de floraisons pour l’hydrodistillation, afin d’avoir un rendement suffisant d’huile essentielle pour les analyses chimiques et pour les tests de l’activité antibactérienne. 2- Méthodes 2- 1- Techniques caryologiques L'étude caryologique est effectuée sur les méristèmes racinaires des graines germées, dont l'analyse cellulaire révélerait le plus grand nombre de mitoses possibles. 2.- 1- 1- Germination La difficulté de germination de certaines graines, appartenant à la famille des Légumineuses, est due à la présence de tégument (Mazliak, 1984). Pour résoudre ce problème, nous avons scarifié à l’aide d’une lame aiguisé les téguments des graines de sorte à avoir une entaille dans la partie opposée à la radicule Les semences sont ensuite mises à germer sur du papier filtre saturé d'eau distillée, dans des boites de pétri, à des températures allant de 22°C à 27°C. Les résultats de germination, obtenus après scarification des téguments, étaient satisfaisants. Nous avons remarqué que la totalité des germinations des graines de l'espèce Genista saharae et G. microcephala, se font au 5ème jour de la mise en germination. Chapitre II Matériel et Méthodes 64 La capacité germinative de ces espèces est de 80 à 100% à des températures variant de 22°C à 27°C, alors que le taux de germination est très faible et ne dépasse pas 10% à des températures inférieures à 22°C. Les graines des espèces, Genista ulicina, G. tricuspidata, G. numidica, et G. vepres, germent difficilement à des températures de 22°C à 27°C, la première racine est observée après un mois de mise en germination. A des températures variant de 18°C à 20°C les premières racines sont observées dès le 5ème jour, la capacité germinative de 100% est atteinte plus lentement. Les graines de toutes les espèces étudiées présentent un bon pourcentage de germination aussi bien à la lumière qu'à l'obscurité. 2- 1- 2- Prétraitement Nous avons recouru à une technique qui a pour effet de contracter les chromosomes ce qui facilitera leur individualisation (La Cour, 1935). Le prétraitement consiste à prélever des pointes de racines avec les zones méristèmatiques et à les mettre dans une solution antimitotique saturée. Nous avons utilisé la colchicine à une concentration de 0,05% qui inhibent la formation du fuseau achromatique et retardent la division du centromère, ce qui entraînera l'éparpillement des chromosomes dans la cellule. La colchicine est de loin la substance qui présente le moins de danger, parmi les substances antimitotiques. Les pointes de racines de 1cm sont immergées dans la colchicine à 0,05% pendant une heure à 1h 15mn, à température ambiante et à l’obscurité. 2- 1- 3- Fixation Nous avons utilisé le fixateur Ethanol-acide acétique glacial (3v : 1v), qui assure en même temps que la fixation un mordançage de la préparation. Ce fixateur peut être suivi d'une hydrolyse appropriée (Farmer et Moore, 1905). Les racines sont maintenues dans le fixateur au moins 24h à une température de -18°C (Gervais, 1979). Si les préparations ne sont pas utilisées au bout de 48h, elles doivent être conservées en augmentant le volume d'alcool (9 : 1). Chapitre II Matériel et Méthodes 65 2- 1- 4- Maturation La maturation a pour effet de faciliter la pénétration du colorant et l'écrasement des racines (Squash). Pour les racines destinées à être colorées par le Carmin acétique ou par l'orcéine acétique, la maturation se fait dans l'acide acétique à 45% pendant 10 à 15 minutes et à température ambiante. 2- 1- 5- Coloration et écrasement Nous avons coloré à l'orcéine, car elle présente plusieurs avantages. Les avantages et particularités de l'orcéine sont discutés par de nombreux auteurs (Johansen, 1940; Gray, 1954 et Gurr, 1955). L'orcéine a l'avantage de ne pas colorer les nucléoles, ni les membranes nucléaires, ni le cytoplasme; seuls les chromosomes en mitose prennent la coloration et ils n'ont pas tendance à se "surcolorer". *- Préparation de I'orcéine acétique (Jahier et al., 1992) - Dissoudre 2,2g d'orcéine dans 100 ml d'acide acétique pur cristallisable à chaud; faire bouillir doucement pendant 5 minutes. - Laisser refroidir et filtrer (Solution I), conserver à l'abri de la lumière. - Au moment de l'emploi, prendre 4,5 ml de la Solution I, y ajouter 5,5 ml d'eau distillée (Solution II). - Pour la coloration, prendre 9 ml de la solution II et y ajouter 1 ml d'HCI normal. *- Technique d'écrasement (Squash) La technique d'écrasement passe par les étapes suivantes : - Placer les pointes des racines dans un verre de montre en pyrex contenant de l'orcéine acétique (solution II) préparée au moment de l'emploi. - Chauffer au bec Bunsen jusqu'à émission de vapeurs blanches, puis prolonger le chauffage pendant 1 minute en faisant des va et vient pour ne pas bouillir la solution. - Laisser refroidir, en plaçant sur la paillasse et en couvrant avec un verre de montre. - Placer le méristème radiculaire dans une goutte d'orcéine solution I sur une lame et on couvre d'une lamelle. - Ecraser fortement avec le pouce (Squash) perpendiculairement à la lamelle en Chapitre II Matériel et Méthodes 66 faisant attention de ne pas la déplacer latéralement. - Essorer l'excès du colorant avec un papier filtre et luter la préparation avec la dissolution pour vélo. 2- 1- 6- Observation et photographie Nos observations sont réalisées au microscope de recherche Zeiss; objectifs 10X, 40X et HI 100X et oculaire 10X. Des plaques métaphasiques sont sélectionnées et dessinées à la chambre claire à oculaire 15X. La morphologie chromosomique de Genista saharae et G. ulicina permet une étude plus détaillée du caryotype, les métaphases les mieux étalées sont photographiées au photo microscope Zeiss. Sur ces photographies nous mesurons les longueurs brachiales des chromosomes. 2- 1- 7- Montage et conservation des préparations Monter un objet en préparation microscopique, consiste à enfermer cet objet, entre lame et lamelle, dans un liquide réfringent qui sert à la fois de milieu d'observation et de conservation. Ce milieu doit posséder des qualités optiques et chimiques qui assurent à la fois la visibilité parfaite de tous les détails et la conservation indéfinie de l'objet (Conger et Fairchild, 1953). Pour éliminer l'eau et l'acide acétique qui se trouvent dans la préparation, nous enlevons la dissolution pour vélo du pourtour de la lamelle. La préparation est placée en position horizontale, la lamelle vers le bas, dans une toupine dont l'atmosphère est saturée d'acide acétique à 45% et on attend le décollement de la lamelle. Après le décollement de la lamelle, les deux faces de la lame sont déshydratées à l'alcool 80° puis à l'alcool 100° et enfin à l'alcool butylique. Entre chaque opération on égoutte bien sur du papier filtre et on met une goutte d'Euparal sur la lame. La lamelle est déshydratée de la même façon, puis placée sur la lame. La préparation est essorée doucement entre deux feuilles de papier Joseph. La coloration demeure vive et le milieu reste limpide dans la mesure où l'acide et l'eau sont complètement éliminés. Chapitre II Matériel et Méthodes 67 2- 1- 8- Réalisation des caryogrammes Dans une cellule, les chromosomes ne sont pas tous semblables, mais dans certains cas la différence est si infime que l'on n'arrive pas à faire la distinction entre deux chromosomes. Mais avec plusieurs critères de classification d'ordre morphologique, on peut mettre en évidence les différences et les ressemblances des chromosomes. Les critères utilisés pour regrouper les chromosomes deux à deux sont : - La longueur du bras long de chaque chromosome (BL). - La longueur du bras court de chaque chromosome (BC). - La longueur totale de chaque chromosome (LT = (BL + BC). - La longueur relative des chromosomes LR = LT x100 ∑ LT - L'indice centromérique des chromosomes IC = Le rapport du bras long au bras court ( R = BC x100 LT BL ) qui aide à déterminer la position du BC centromère et les types chromosomiques selon l'échelle de Levan et al. (1964) (tableau 11). Tableau 11: Les types chromosomiques d'après Levan et al., (1964). BL ) BC R = 1. 1 < R ≤1,7 1,7 ≤ R : 3<R ≤ 7 7<R< ∞ R=∞ (R= Type chromosomique Abréviation métacentrique stricto sensu métacentrique submétacentrique subtélocentrique télocentrique acrocentrique M m Sm St T t 2- 2- Analyse phytochimique Les méthodes chromatographiques et spectroscopiques permettent l’analyse qualitative et quantitative d’un ou plusieurs métabolites ou composés de la membrane cellulaire. On étudie principalement les polysaccharides, les lipides insaponifiables, les acides gras, les métabolites secondaires volatils et non volatils. Chapitre II Matériel et Méthodes 68 2- 2- 1- Matériel végétal Pour chaque espèces nous avons prélevé 1kg de la partie aériennes (tige, feuille et fleur) afin d’effectuer les analyses des huiles essentielles. La récolte des différentes parties de G. saharae, G. microcephala, G. tricuspidata, G. vepres, G. ulicina et G. numidica ont été effectuées dans les régions, de Bou-saâda, djebel Bou-taleb, Tachouda (Sétif), Tizi n’berber (Aokas) et Elaouana (Jijel) (tableau 12). Suivant la période de floraison de chaque espèce. Les échantillons sont séchés à l’abri de l’air et de la lumière puis broyer grossièrement. Tableau 12: Conditions opératoires d’hydrodistillation des espèces Genista numidica 05/06/08 Date de récolte ulicina 15/05/08 vepres 20/4/08 Quantité de matière végétale Quantité d’eau Température Temps d’hydrodistillation tricuspidata 20/06/08 200 g 3l 100°C 3h microcephala 10/06/08 saharae 10/4/08 2- 2- 1- Extraction par hydrodistillation. L’hydrodistillation consiste à immerger la matière première dans un bain d’eau. L’ensemble est porté à ébullition et l’opération est généralement conduite à pression atmosphérique. La distillation peut s’effectuer avec ou sans recyclage communément appelé cohobage (Figure 16). Figure 16 : Montage de SCHILCHER pour l’hydrodistillation Le montage de type SCHILCHER (Bourrel, 1993) est composé de quatre parties: 1. le réacteur, un ballon dans lequel on introduit la matière végétale et l’eau ; Chapitre II Matériel et Méthodes 69 2. la colonne, un cylindre en verre placé au-dessus du réacteur qui recueille la phase vapeur ; 3. le réfrigérant dans lequel se re-condensent les vapeurs ; 4. le vase florentin où vont se séparer la phase organique (huile essentielle) et la phase aqueuse (eau florale). Ce système peut être équipé d’un recyclage ou cohobage, un principe de siphon renvoie l’eau florale du vase florentin vers le réacteur. Un simple robinet au bas du vase permet de recueillir l’huile essentielle à la fin de la réaction. Le milieu réactionnel constitué par la matière végétale et l’eau est porté à ébullition grâce à un chauffe-ballon. La température est limitée par la température d’ébullition de l’eau 100°C. La composition chimique des huiles essentielles dépend largement de l’influence des conditions d’hydrodistillation sur l’essence contenue dans la plante. L’huile essentielle pure est pesée, afin de permettre le calcul du rendement et de la quantité d'huile. Enfin une faible quantité, 40μ tirée de l'échantillon final diluer avec pentane est injectée au CPG et ensuite au CPG/MS. 2- 2- 2- Analyse semi-quantitative. Actuellement, la méthode de dosage et d'identification, la plus couramment employée dans l'étude des huiles essentielles, fait appel à la chromatographie en phase gazeuse. Elle permet l'identification (au moins en principe) des constituants et d'obtenir une valeur approximative des concentrations respectives. Cette méthode permet également de séparer de faibles quantités des différents composants de l'huile essentielle (Lucaccioni et al., 1993). Tous les échantillons ont été analysés sur deux colonnes capillaires de polarité différente, afin d'avoir une meilleure précision possible dans l'identification des constituants (Sandra et Bichi, 1987). L’identification des constituants volatiles des huiles essentielles (HE) a été réalisée au moyen de la CPG couplée à la spectrométrie de masse (CPG/SM) et la détermination quantitative a été faite sur un appareil équipé d’un détecteur à ionisation de flamme (CPG/FID). La quantification des constituants des huiles essentielles est déterminée par la méthode universelle de normalisation interne sans coefficient de réponse, compte tenu que tous les produits présents ne sont pas isolés, connus et clarifiés. Chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse Chapitre II Matériel et Méthodes 70 CPG/MS. Chromatographe Hewlett-Packard HP 7890 couplé à un spectromètre de masse HP 5975. Conditions opératoires Colonne : DB5 : 30m x 0,25mm, épaisseur de film : 0,25 m Gaz vecteur : Hélium : 1mL/min Energie d’ionisation : 70eV Température de l’injecteur : 250°C Température du détecteur : 280°C Programmation du four : 50°C pendant 5min, 5°C/min de 50° à 300°C , 5min à 300°C Injecteur mode split 1 : 100 Chromatographie en phase gazeuse couplée à un détecteur à ionisation de flamme CPG/FID. Chromatographe Hewlett-Packard HP 6890 équipé d’un détecteur à ionisation de flamme. Conditions opératoires Colonne : DB5 : 30m x 0,25mm, épaisseur de film 0,25 m Gaz vecteur : Hydrogène : 1mL/min Température de l’injecteur : 280°C Température du détecteur : 300°C Programmation du four : 50°C pendant 5min, 5°C/min de 50° à 300°C , 5min à 300°C Injecteur mode split 1 : 60 En effet, dans les conditions de programmation de température constantes au CPG, le temps de rétention d'un composé reste également constant. Mais, en pratique, les conditions d'analyse varient beaucoup et, pour cette raison, le temps de rétention seul ne serait fiable. Avec l'introduction du système des indices de Kovats, l'identification des différents composés des huiles essentielles est devenue plus pratique. Le calcul des indices de Kovats se fait en utilisant les temps de rétention corrigés des deux alcanes qui encadrent le composé inconnu (Maarse et Belz, 1981). Ces indices expriment la rétention d'un produit comparé à son homologue hydrocarbure linéaire, examiné dans les mêmes conditions de température. Chapitre II Matériel et Méthodes 71 L’identification des composés a été réalisée par comparaison de leurs spectres de masse et de leurs KI (Indice de Kovats) avec ceux des bases de données Adams et celle établie par le laboratoire d’accueil. Pour que l'identification soit convenable, les principes suivants qui découlent des propriétés des colonnes (Evans et haken, 1989): • Dans une série homologue des indices, l'introduction d'une unité méthylène (-CH2) supplémentaire augmente de 100 unités sur l'échelle des indices sur une même colonne avec une marge d'erreur de 10 à 15%. • II existe une étroite relation entre les indices des isomères et leur point d'ébullition. • L'indice de rétention des produits substitués asymétriquement peut être calculé à partir de leur origine symétrique. • Une substitution similaire des produits de structure similaire en résulte une même augmentation de leur indice de rétention. • L'indice de Kovats des produits non polaires (hydrocarbures linéaires) reste constant pour n'importe quel type de colonne. • L'indice de n'importe quel produit déterminé sur plusieurs colonnes apolaires est identique ou proche. • La différence entre l'indice d'un produit mesuré sur deux colonnes, polaire et apolaire, est caractéristique de sa structure. La fiabilité dans la détermination des indices de Kovats est rendue efficace grâce à la performance des colonnes et de l'évolution électronique dans la chromatographie. Néanmoins, leur précision dépend directement de la nature des substances analysées, de la nature de la phase stationnaire et de la température de la colonne (Tarjan et al., 1989). L'ajout d'un standard interne n'interférant aucunement avec l'huile essentielle permet de calculer le rendement et la quantité d'huile essentielle. Par comparaison des pourcentages et surfaces des pics sur le chromatogramme, le facteur standard/huile essentielle est déterminé en mesurant les quantités du standard et de l'huile. La correspondance des pourcentages des pics est approximativement équivalente à la quantité et le rendement en huile essentielle. Aucune autre correction (par exemple relative à la sensibilité du détecteur) n'est tenue en compte. La relation suivante est utilisée pour déterminer la quantité d'huile Chapitre II Matériel et Méthodes 72 essentielle et le rendement en huile essentielle (Sandra et Bichi, 1987): 2- 2- 3- Analyse par spectrométrie de masse. La chromatographie en phase gazeuse autorise le couplage de toute une série de détecteurs différents qui permettent d'avoir une vision multiple d'un seul produit (Lucaccioni et al., 1993). Le développement important de la spectrométrie de masse (SM) dans l'identification des constituants des huiles essentielles est rendu possible grâce au couplage du CPG directement à la spectrométrie de masse (Garnero, 1978). Lors du couplage, la chromatographie (CPG) permet dans un premier niveau de séparer et d'isoler chacun des constituants du mélange qui est injecté séparément dans la chambre d'ionisation de la spectrométrie de masse (deuxième niveau). Grâce à cette innovation importante, la spectroscopie de masse est devenue la technique la plus sensible pour obtenir des données importantes sur la structure de composés organiques inconnus (Richard et Multon, 1992). Lors de ce travail, la CPG Hewlett-Packard HP 7890 est connectée au MS HP5975 à une chambre d'ionisation fonctionnant à 70 eV. Une banque de spectre de masse informatisée est couplée à ce système pour une caractérisation préliminaire. 2- 3- Test de l’activité antimicrobienne L’étude de l’aromatogramme à été réalisée sur trois souches bactérienne, Escherechia coli (ATCC 25923), Pseudomonas aeruginosas (ATCC 27853) et Staphylococcus aureus (ATCC 25923) Les tests bactériologiques ont été effectués au niveau du laboratoire d’environnement bactériologique université Ferhat Abbas. Les tests sont effectués par la méthode vincent (aromatogramme). Les disques de papier filtre imprégnés de l’huile essentielle à la surface du milieu gélosé MuellerHinton dans des boite de pétri préalablement ensemencées par inondation de 106 unité formant colonie (UFC)/ml. Les mesures sont exprimées par mesure du diamètre des halos d’inhibition, en mm et qui nous renseignent sur l’activité antibactérienne des huiles (De Billerbeck et al., 2002). Dans notre expérimentation, nous avons utilisé des disques de papier (CCM) de 6mm de diamètre. Les disques ont été préalablement stérilisés et imprégné de 20μl d’huile essentielle de chaque espèce. Des dilutions à l’éthanol absolu de 1/2, 1/4 et 1/8 Chapitre II Matériel et Méthodes 73 (v/v) ont été faites. Des disques témoins ont été imprégnés de 20μl d’éthanol. Chaque disque est déposé à la surface des géloses ensemencées et incuber à 37°C pendant 18 heures. Après lecture des boites de pétri des mesures des zones d’inhibition sont mesurées si elles sont présentes. Pour la fiabilité des résultats, les tests ont été répétés trois fois pour chaque souche bactérienne. 2- 4- Techniques numériques d'analyse des données 2- 4- 1- Analyse en Composantes Principales (A.C.P.) L'analyse en composantes principales (ACP) est une méthode statistique d'analyse des données (initialement de statistique descriptive) qui consiste à rechercher les directions de l'espace qui représentent le mieux les corrélations entre les variables aléatoires. Donc le but est de comprendre et de visualiser comment les effets de phénomènes a priori isolés se combinent. Lorsqu'on veut compresser un ensemble de N variables aléatoires, les n premiers axes de l'ACP est un meilleur choix, du point de vue de l'inertie expliquée. Si on décide de ne retenir que les deux premiers axes de l'ACP, on pourra alors projeter notre nuage sur un plan, et le visualiser. Même si l'ACP est majoritairement utilisée pour visualiser des données, il ne faut pas oublier que c'est aussi un moyen de décorréler les données, les axes qui ne sont utilisés c'est de l'information perdues c'est une classification des donnés en amas (clusters) corrélés. 2- 4- 2- Unweighted Pair Group Method with Arithmetic mean (UPGMA) L'UPGMA est le nom d'un algorithme destiné à la construction d'un arbre phylogénétique. Cette méthode permet la transformation d'une matrice de distances (entre différents organismes, populations, ou séquences de nucléotides) en un arbre enraciné. C'est la méthode la plus simple de construction d'arbre. A l'origine elle a été développée pour construire les phénogrammes taxonomiques (arbres qui reflètent les similitudes phénotypiques entre unités taxonomiques), mais elle est employée aussi pour construire les arbres phylogénétiques si les approximativement constants parmi les différentes lignées. taux d'évolution sont Chapitre III Résultats et Discussion 74 Chapitre III : Résultats et Discussion 1- Résultats caryologiques Les dénombrements chromosomiques ont porté sur six espèces endémiques du genre Genista L., trois espèces appartenant à la section Voglera, Genista tricuspidata Desf., Genista ulicina Spach et Genista vepres Pomel, Genista microcephala Coss. & Dur. appartient à la section Cephalospartum, Genista saharae Coss. & Dur à la section Spartidium, alors que Genista numidica Spach appartient à la section Drymospartum. 1- 1- Genista tricuspidata Desf. Espèce, endémique d’Afrique du Nord, poussant dans les forêts, les broussailles des plaines des basses montagnes, des régions bien arrosées et semi-arides. Elle est assez commune dans le tell constantinois. Le dénombrement chromosomique, réalisé sur la population de Tachouda, montre l'existence d'un polyploïde à nombre chromosomique 2n = (48+2B) avec un nombre de base x = 12 (figure 17a). 1- 2- Genista vepres Pomel C’est une endémique algérienne, des forêts et rochers des collines. Elle a une aire de répartition très limitée et une présence rare dans l’Est algérien. L'observation microscopique des cellules du méristème racinaire de cette espèce fait apparaître un tétraploïde à 2n = 4x = 52 dont le nombre chromosomique de base est de x = 13 (figure 17b). 1- 3- Genista numidica Spach Cette endémique algérienne, est commune sur les collines du littoral de Cap Aokas Jusqu’à Annaba, colonise les sols dégradés des forets de Chêne liège et préférant une exposition Nord sur les côtes littorales en bénéficiant d’un taux élevé d’humidité. Le dénombrement chromosomique a montré un nombre chromosomique tétraploïde à 2n = 4x = 36 dont le nombre de base est x = 9 (figure 17c). Chapitre III Résultats et Discussion 75 1- 4- Genista microcephala Coss. & Dur. Cette espèce, endémique de l’Afrique du Nord, colonise les forêts claires de Pin d’Alep, les broussailles, pâturage rocheux des collines et des basses montagnes dans les régions semi-arides et arides. L’étude des plaques métaphasiques de cette espèce révèle un nombre chromosomique tétraploïde à 2n = 4x = (48 +2B), avec la présence de deux chromosomes surnuméraires (figure 17d). 1- 5- Genista ulicina Spach Endémique de l’Est de l’Afrique du Nord, rare dans la Numidie, elle pousse dans les forêts et les rochers des collines et les basses montagnes bien arrosées. Le dénombrement chromosomique révèle un diploïde à 2n = 2x = 18 pour les populations d’El-Aouana (figure 18a) 1- 6- Genista saharae Coss. & Dur. Une endémique saharienne, pousse dans les rocailles sablonneux, cette espèce joue un rôle écologique important dans la fixation et la fertilisation des sols pauvres et érodés (cordon dunaire). L'examen des plaques métaphasiques de cette espèce nous révèle la présence d'un diploïde à 2n = 2x = 18 dont le nombre de base est x = 9 (figure 19a). 1- 7- Analyse du caryotype Les analyses des caryotypes sont plus difficiles quant il s'agit d'un nombre polyploïde. Le nombre chromosomique élevé, la similarité dans la taille et la morphologie rendent impossible la distinction entre les différents chromosomes à l'observation microscopique. Ainsi l'identification et les mesures des chromosomes ne sont pas possibles, ajoutées à cela la difficulté d'obtenir des préparations de qualité acceptables pour lesquelles la lecture soit précise. Pour réaliser l’analyse du caryotype de nos espèces à faible nombre chromosomique, nous avons mesuré 7 plaques métaphasiques de mitose somatique de deux espèces diploïdes, Genista saharae et Genista ulicina (2n = 2x = 18), chacune provenant d'un individu différent. Chapitre III Résultats et Discussion Figure 17 : Plaques métaphasiques des cellules méristimatiques racinaires a- Genista tricuspidata, 2n = 48 + 2B, (Tachouda) b- Genista vepres, 2n = 52, (Aouakas) c- Genista numidica, 2n = 36, El-Aouana) d- Genista microcephala, 2n = 48 + 2B, (Boutaleb) 76 Chapitre III Résultats et Discussion b c Figure 17 : Caryotype de Genista ulicina Spach, 2n = 18, (El-Aouana) a- Plaque métaphasique b- Caryogramme c- idiogramme 77 Chapitre III Résultats et Discussion b c Figure 19 : Caryotype de Genista saharae Coss. et Dur., 2n = 18, (Bou-saâda) a- Plaque métaphasique b- Caryogramme c- Idiogramme 78 Chapitre III Résultats et Discussion 79 Les critères utilisés pour regrouper les chromosomes par paire dans chaque cellule, ont été la longueur totale du chromosome (LT) et la position du centromère ou le rapport R. Ces données nous ont permis de calculer la longueur relative (LR), rapport habituellement employé dans les analyses du caryotype. En utilisant ces critères, nous avons calculé les moyennes concernant la garniture chromosomique de Genista, saharae et Genista ulicina. Parmi les 18 chromosomes de Genista ulicina, 7 paires ont un centromère en position métacentriques « m » avec un rapport variant de 1,4 à 1,7 et une paire submétacentique « Sm » avec un rapport de 1,9. La différence de la longueur des chromosomes n’est pas très grande entre les paires chromosomiques. La moyenne des longueurs est comprise entre 1,7 et 1,9µm (tableau 13). Paires chromosomes Tableau 13: Mesures chromosomiques (µm) de Genista ulicina. BL I 1,9 II 1,9 III 1,8 IV 1,9 V 1,7 VII 1,7 IX 1,7 VI 1,9 VIII 1,9 BC 1,3 1,2 1,2 1,1 1,2 1,2 1,2 1,0 1,0 LT 3,2 3,1 3,0 3,0 3,0 2,9 2,9 2,9 2,9 LR 11,9 11,5 11,2 11,1 10,9 10,8 10,7 10,9 10,9 R 1,5 1,5 1,5 1,7 1,4 1,5 1,5 1,9 1,9 IC Type 39,3 39,6 40,3 37,2 Métacentrique (m) 40,7 40,6 39,7 34,7 Submétacentrique (Sm) 34,7 (BL= Bras long; BC= Bras court; LT= Longueur total; LR = Longueur relative; R= Rapport (BL/BC), IC= Indice centromérique La position du centromère pour Genista saharae est métacentrique (m), pour les paires chromosomiques I, II, VI, VII, VIII et IX, avec un rapport R compris entre 1,5 et 1,7, alors qu'elle est submétacentrique (Sm), pour les paires III, IV et V, avec un rapport R compris entre 1,8 et 2,1. La différence de taille des chromosomes entre paires voisines est très faible; elle n'est vraiment observable qu'entre les paires extrêmes (I-IX). La longueur totale des chromosomes varie de 3,7 à 2,4 µm (Tableau 14). Chapitre III Résultats et Discussion 80 Paires chromosomiques Tableau 14: Mesures chromosomiques (µm) de Genista saharae. I II VI VII VIII IX III IV V BL 2,2 2 1,8 1,6 1,6 1,5 2 2 1,9 BC 1,5 1,2 1 1,1 1 0,9 1,1 1 1 LT 3,7 3,2 2,8 2,7 2,6 2,4 3,1 3 2,9 LR 13,7 12,4 10,6 10,1 9,82 9,1 11,8 11,4 11,1 R 1,6 1,6 1,7 1,5 1,6 1,7 1,8 2,1 2 IC Type 39,1 38 36,7 Métacentrique (m) 39,9 38,7 37,7 36,2 32,9 Submétacentrique (Sm) 33,1 (BL= Bras long; BC= Bras court; LT= Longueur total; LR = Longueur relative; R= Rapport (BL/BC), IC= Indice centromérique. La différence entre la longueur relative de la plus grande paire chromosomique et celle de la plus petite est faible, elle représente 4,61%. Les résultats de ce travail, comparés à ceux des travaux antérieurs sur la caryologie de Genista montrent que les longueurs des chromosomes de Genista saharae et G. ulicina ne sont pas différentes de ceux observées chez les espèces de ce groupe. La longueur la plus grande est observée chez Genista cinerea (2,07 à 5µm) (Sanudo, 1979) alors que la taille la plus petite est observée chez Genista ovata (0,5 à 1,8µm) (Gilot, 1965). D'après Lewitzky et Araratian, (1931) et Stebbins, (1950) les chromosomes qui possèdent des tailles approximativement proches et dont la position du centromère est métacentrique ou sub-métacentrique sont considérés comme symétriques et primitifs. Lewitzky et Araratian, (1931) et Stebbins, (1971) signalent que les caryotypes plus asymétriques sont dérivés. Sañudo, (1979) et Verlaque et al., (1983) acceptent cette interprétation en particulier pour Genisteae. Cusma et al., (2009) admettent cette interprétation pour les espèces de la section Spartioïdes, et constatent que Genista halacsyi (section Spartioïdes) montre un caryotype diploïde à chromosomes symétriques. Ce qui nous permet d'affirmer que les caryotypes de Genista saharae et G. ulicina sont symétriques et primitifs. Le nombre de base secondaire x = 9, pour Genista saharae et G. ulicina, sections Spartdium et Voglera respectivement, peut être interprété, comme provenant d’un Chapitre III Résultats et Discussion 81 descendant aneuploïde x = 12 ; ce nombre est en général le plus commun dans le genre Genista et dans la tribu des Genisteae (Sañudo 1979; Goldblatt 1981; Cusma et al. 2003, 2009). Le nombre x = 9 s'est avéré être plus fréquent chez le genre Genista: il a été signalé dans le section Erinacoides où il est le nombre de base le plus fréquent (Sañudo, 1971 et Talavera, 1999), et dans la section Voglera (Sañudo, 1972; Cusma et al., 1999) et dans la section Spartioïdes (Cusma et al., 2009). Ramdani, (1993) cita un nombre chromosomique diploïde de 2n = 2x = 18, Pour Genista ulicina, dans les forêts de chêne Zeen et Chêne Afares de la région de Guerrouch. Nous avons observé la présence de chromosomes surnuméraires (chromosomes B) chez Genista tricuspidata et G. microcephala qui sont à 2n = (48+2B). Ces chromosomes sont très rares et leur présences n’est pas constante (Horjales, 1974 et Stebbins, 1971). Les travaux de Cusma et al., (2009) sur les taxon de la section Spartioides montrent la présence des chromosomes B chez Genista sakellariadis et Genista millii à 2n = 36+2B, G. halacsyi et G. pulchella sont à 2n = 18+2B, pour ces espèces Stebbins (1971) dénombre 3B et 4 B. Cusma et al., (2009), constatent la présence des satellites chez Genista sakellariadis et Genista millii et Genista subcapitata dans les pairs chromosomiques 6, 9 et 17 respectivement. D'après les résultats obtenus la tendance à la tétrapolyploïdie se confirme pour Genista tricuspidata (sect. Voglera), Genista microcephala (sect. Cephalospartum) à 2n = 4x = 48 pour chacun d’eux, 2n = 4x = 52 pour Genista vepres (sect. Voglera) et Genista numidica (sect. Drymospartum) à 2n = 36, dont les nombres chromosomiques de base sont x =12, 13 et 9 respectivement. Le nombre chromosomique 2n = 48 est le plus majoritaire dans les sections Genista, Genistella et Scorpioïdes ainsi que leurs dérivées aneuploïdes (44, 46, 50, et 52) (Verlaque, 1988). Dans le bassin méditerranéen, le genre Genista L. parait fort hétérogène du point de vue nombre chromosomique et nombre de base (x = 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 et 13), ce qui explique l'abondance des polyploïdes. Chapitre III Résultats et Discussion 82 L'origine des taxons polyploïdes à 2n = 40, 48, 50... est d'avantage révélée en méiose par la formation sporadique de multivalents chromosomiques ou par association chromosomique secondaire. L'irrégularité dans la ségrégation des chromosomes des polyploïdes produits des gamètes avec n = 25, 26... dans laquelle surgie une hyperploïdie à 2n = 50, 52... (Sanudo, 1979). Il est extrêmement peu probable qu'une race polyploïde ait pris naissance à partir d'un seul individu, le phénomène s'est sans doute passé à l'échelle d'une population (Favarger, 1967). Le nombre chromosomique 44 ne semble pas provenir de 42 ni de 48, mais correspond plutôt au doublement du stock chromosomique des hyperploïdes à 2n = 22. Ce phénomène se retrouve chez plusieurs Genista où les tétraploïdes à 24 chromosomes (nombre de base original x = 6) engendrent souvent des aneuploïdes à 22 ou 26 qui produisent, à leur tour, des polyploïdes stables et plus compétitifs à 2n = 44 ou 52 (Verlaque, 1988). Cusma et al., (1999) compte un nombre chromosomique de 2n = 48 pour Genista tricuspidata, alors que nous avons mis en évidence un polyploïde à 2n = 48+ 2B de la région de Tachouda. Dans le cas où les caryotypes des différentes espèces présentent une grande ressemblance morphologique, comme c'est le cas dans le genre Genista L., Pederick, (1967, 1970) et Kammacher et Zygomala, (1987) ont proposé d'analyser les caryotypes en prophase I plutôt qu'en métaphase somatique. Car dans la prophase I le nombre chromosomique est plus réduit pour les polyploïdes et les chromosomes, moins spiralés à ce stade, sont plus longs et font apparaître plus nettement des constrictions secondaires si elles existent. Il est donc important de rechercher les causes qui ont procédé à la naissance et au succès d'une race polyploïde. Ces causes relèvent-elles du climat général, des bouleversements géologiques avec mélange de flore, ou tiennent-elles à l'histoire particulière de chaque espèce. Favarger, (1966) en étudiant la répartition des races chromosomiques plus ou moins sympatriques, conclut que presque toujours ces races sont différenciées par leur écologie. Les polyploïdes occupent souvent des habitats plus récents et appartiennent Chapitre III Résultats et Discussion 83 aux groupements de la série aboutissant à des stades de régression anthropozoogènes, les diploïdes correspondants se rencontrent de préférence dans des stations reliques et vivent dans des groupements spécialisés. Senn, (1938) et Wulff, (1950) affirment que les taxons endémiques diploïdes sont des paléoendémiques, par contre les endémiques polyploïdes sont des néoendémiques. Favarger et al., (1967) soutiennent cette hypothèse et la limite aux groupes d'espèces voisins. D'après Gilot, (1965) la distribution géographique restreinte du genre Genista (bassin Méditerranéen), laisse penser qu'il s'agit des formes polyploïdes endémiques d'origine récente. De ces hypothèses, on peut classer nos espèces polyploïdes Genista tricuspidata, Genista vepres, Genista numidica et Genista microcephala comme des espèces néoendémiques, alors que Genista ulicina et Genista saharae Comme des espèces paléoendémiques. L’évolution des aneuploïdes, paléoendemiques reliques, monospécifiques ou paucispécifiques, qui ne montrent qu'une ploïdie unique, serait en phase de diminution, caractérisée par une aneuploïdie stable (Verlaque et al., 1987; Verlaque, 1988). D’après Cusma et Chiapella, (1994) le Genre Cytisus (Complexe Cytisus-Genista), avec jusqu'à trois Ploïdies, serait soit en phase de maturité, avec des eu-polyploïdies et un petit nombre d’aneuploïdes, éléments essentiellement non stabilisés, ou dans une phase initiale de déclin avec des éléments eu-polyploïdes à ploïdie variable rare, et des éléments aneuploïdes à ploïdie fréquemment unique, qui tend vers une stabilisation. En particulier, Chamaecytisus (sous genre Gensita) semble être un genre en pleine expansion, sans doute encore dans une phase active de la spéciation. L'étude des caryotypes de Genista saharae et G. ulicina montre que le génome de ces espèces comprend 9 paires chromosomiques dont la variation dans la longueur totale est faible. La différence, pour la longueur totale, entre la paire la plus petite et la paire la plus longue est de l'ordre de 1,3µm pour la première espèce et 0,3 pour la deuxième espèce. Chapitre III Résultats et Discussion 84 Ces résultats s'insèrent dans la conclusion de Gilot, (1965) et Sanudo, (1979), qui affirment que les caryotypes des différentes espèces de la tribu de Genisteae présentent une grande ressemblance morphologique. Cette ressemblance peut être considérée comme le résultat d'une différenciation chromosomique très marquée au cours de l'évolution à partir d'un ancêtre commun. Les longueurs des chromosomes et la localisation des centromères ne constituent pas des éléments d'information de nature à prouver que de profondes divergences chromosomiques se sont produites dans l'évolution des Genisteae. Une des tendances principales des recherches caryologiques sur les Genista est de tenter de surmonter l'apparente uniformité du caryotype par l'emploi de méthodes plus fines d'analyse, on pourra insister sur l'utilisation de nouvelles techniques de cytologie et de caryologie, comme l'observation des chromosomes par les techniques de "banding" et l'étude de la garniture chromosomique haploïde des tissus de l'endosperme. Une étude plus approfondie, notamment sur un échantillonnage beaucoup plus important et sur l'ensemble de l'aire de répartition des six espèces, serait nécessaire pour vérifier la présence de chromosomes B. Chapitre III Résultats et Discussion 85 2- Résultats chimiques La plupart des plantes renferment des essences, cependant elles sont plus particulièrement abondantes dans les végétaux aromatiques. Le rendement en huile essentielle des espèces du genre Genista de l’Est algérien varie de 0,014% à 0,034%. Le rendement en huile essentielle de Genista microcéphala est le plus faible avec 0,014%, alors que celui de Genista tricuspidata est le plus élevé parmi les espèces étudiées avec 0,034% (figure 20). m icrocephala saharae uli cina num i dica vepres tricuspidata 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Figure 20: Rendement (x 10-2 %) en huile essentielle chez les espèces du genre Genista Ces rendements peuvent être considérés comme très faibles comparés à d’autres plantes aromatiques, (1 à 2,5%) pour Rosmarinus et (2 à 2,75%) pour Thymus (Edward et al., 1987). Les teneurs en huiles essentielles des végétaux sont plutôt faible, quantitativement, assez souvent inférieures à 1%. Des teneurs fortes comme celle du bouton floral de giroflier (1,5%) sont exceptionnelles. Déterminer la bonne période de récolte est primordial en terme de rendement et de qualité. Il ne faut pas négliger l'impact du climat, la zone géographique ainsi que la période de récolte et le moment du traitement sur le rendement et la qualité des huiles essentielles. Chapitre III Résultats et Discussion 86 Le rendement en huile essentielle des plantes étudiées est faible et ne peut être rentable à l’échelle industrielle. 2- 1- Analyse des huiles essentielles du genre Genista L. L'extraction des huiles essentielles de six espèces de Genista a été effectuée jusqu'à obtention d’une quantité suffisante. Après une extraction d'une durée de 3 heures, sur la partie aérienne fleuries, par la méthode d'entraînement à la vapeur d'eau, à pression normale, le distillât a été extrait au pentane, évaporé sous la hôte, et analysé par GC-GC/MS. La concordance du produit a pu être établie sur deux colonnes de polarité différente (DB-5 MS), ainsi lorsque le temps de rétention, l'indice de Kovats et le spectre de masse concordaient avec les données de la littérature (Adams, 1989; Jennings et Shibamoto, 1980) et de la banque des indices de Kovats et de spectres de masse du Laboratoire de chimie des hétérocycles et des huiles essentielles de Clermont-Ferrand (France). Les pourcentages relatifs mentionnés sont de la colonne non-polaire DB-5. Les principaux produits identifiés dans les huiles essentielles des parties aériennes des six espèces endémiques du genre Genista sont regroupées pour chaque espèce dans un tableau. 2- 1- 1- Composition de l'huile essentielle de Genista saharae L’huile essentielle de Genista saharae présente un pourcentage total de 91,12% (tableau 15, figure 21), dont les acides gras représentent 63,8%. L’acide nhéxadécanoïque (acide palmitique) avec 32,32% est le composé majoritaire de l'huile essentielle de cette espèce. L’acide tétradécaoïque (acide myristique) représente 14,5%, l’acide dodécanoïque (acide laurique) 8,43% et l’acide octadéca-9,12-diénoïque (acide linoléique) représente 2,37% de l’huile essentielle. L’acide octadécanoïque (acide stéarique) et l’acide nonanoïque sont faiblement représentés. Les alcanes représentent le deuxième pourcentage le plus élevé dans l’huile essentielle de G. saharae avec 6,25%. Les produits les plus abondants sont le npentacosane (1,27%) et l’héptacosane avec 2,76%. Chapitre III Résultats et Discussion Figure 21 : Chromatogramme de Genista saharae 87 Chapitre III Résultats et Discussion Tableau 15 : Composition de l’huile essentielle de Genista saharae ACIDES GRAS SATURES ET INSATRUES ALCANES ALDEHYDES DITERPENES ALCOOL HYDROCARBURE AROMATIQUE POLYCYCLEQUE TERPENE IRREGULIER Composés Acide octanoïque (acide caprylique) Acide nonanoïque Acide décanoïque (acide caprique) Acide dodécanoïque (acide laurique) Acide dodécanoïque triméthyl silyl éster Acide tétradécaoïque (acide myristique) Acide n-héxadécanoïque (acide palmitique) Acide héptadécanoïque Acide octadéca-9,12-diénoïque (linoléique) Acide octadécanoïque (acide stéarique) Cyclopentanoate d'éthényle Linolénoate de méthyle Total n-nonadécane n-hénéicosane unéincosane n-docosane n-tricosane n-tetracosane n-pentacosane n-héxacosane Héptacosane Total Benzaldéhyde Héptadiénal nonen-1-al <2E-> Pentadécanal Héxanal Total Phytol Trans phytol Total 1,2-dihydro-2,5,8-triméthyl-naphtalène 2,7-diméthyl naphtalène 2,6-diméthyl naphtalène Total Néyl acétone (Z-géranyl acétone) Fanésyl acétone Total KI 1175 1274 1370 1579 1652 1772 1989 2061 2138 2171 1513 2145 1899 2099 2099 2198 2299 2398 2501 2598 2700 963 1011 1160 1715 801 1944 2110 1397 1408 1429 1446 1908 % 0,33 0,77 0,78 8,43 0,591 14,5 32,32 0,2 2,37 0,23 0,56 2,01 63,8 0,26 0,22 0,42 0,17 0,55 0,23 1,27 0,37 2,76 6,25 0,22 0,09 0,16 0,41 0,09 0,97 0,21 4,56 4,77 0,34 0,22 0,15 0,71 0,48 1,2 1,68 88 Chapitre III Résultats et Discussion 89 Tableau 15 : Suite Composés MONOTERPENES NERISOPRENOIDES SESQUITERPENE ALCOOL NON TERPENIQUE AUTRES COMPOSEES Terpinène-4-ol α-terpinéol Géraniol (E)-β-ionone Géranyl linalol Total β-damacénone E Mégastigmatriènone 4 Mégastigmatriènone 2 Safranal Total Elémol Octan-3-ol Tétradécanol (alcool myristique) γ-tétradécalactone 4-hydroxy-4-méthyl-pentane-2-one 2-penthyl furane 6-méthyl-hépta-3,5-dièn-2-one 5-penthyl-2(3H)-furanone 2-(1,3-butadiényl)-1,3,5-triméthyl-benzène 4-(2,6,6-triméthyl cyclohéxa-1,3-diényl)butan2-one 4-(2,6,6-triméthyl cyclohéxa-1,3-diényl)but-3en-2-one Ethyl dibenzothiophène Di-isopropyl naphtalène 6, 10, 14-triméthy-l-pentadécan-2-one Phtalate Tétradécanoate de triméthyl silyle Total Total KI 1183 1197 1250 1480 2023 1551 997 1677 1885 839 990 1103 1263 1392 % 0,07 0,14 0,23 0,17 0,24 0,85 2,95 0,16 0,09 0,1 3,31 0,08 0,05 0,67 0,13 0,12 0,2 0,33 0,15 0,28 1411 0,78 1477 0,25 1669 1726 1841 1858 1846 0,09 0,18 4,45 0,99 0,74 9,36 91,12 1380 1595 1625 1200 L’α-terpinéol, géraniol, géranyl linalol, phytol, trans phytol et l’élémol sont les principaux alcools terpéniques identifiés dans l'essence de G. saharae avec des taux très faibles sauf pour le diterpène alcool (trans-phytol) qui représente 4,56%. D'autres terpènes retrouvés en faible concentration dans l'huile essentielle de cette espèce qui sont notamment le terpinène-4-ol et le (E)-β-ionone. Les nérisoprénoides représentent un taux de 3,31%, avec 2,95% pour le β-damacénone-E et 0,1% pour les deux composants, le safranal et le mégastigmatriènone-4. Chapitre III 90 Résultats et Discussion Les autre composés représentent 11,1% du total de l’huile avec l’abondance du 6,10,14-triméthyl-pentadécan-2-one (4,45%). Les composants identifiés sont réparties en plusieurs classes chimiques (tableau 16). Tableau 16: Classes chimiques et Composées majoritaires chez Genista saharae Classe chimique % Acides gras Alcanes Aldéhydes Diterpènes alcool Hydrocarbure aromatique Terpène irregulier Monoterpènes Nerisoprénoides Sesquiterpènes Autres Total 63,8 6,25 0,97 0,77 0,71 1,68 0,85 3,31 0,08 7,82 91,1 Composé Nb majoritaire 12 Acide n-héxadécanoïque 9 Héptacosane 5 Pentadécanal 2 Trans phytol 3 1,2-dihydro-2,5,8-triméthyl-naphtalène 2 Fanésyl acétone 5 Géranyl linalol 4 β-damacénone E 1 Elémol 12 6,10,14-triméthyl-pentadécan-2-one 56 % 32,32 2,76 0,41 4,56 0,34 1,20 0,24 2,95 0,08 4,45 2- 1- 2- Composition de l'huile essentielle de Genista microcephala 26 composés sont identifiés dans l’huile essentielle de Genista microcephala (tableau 17, figure 22). On constate l’abondance des acides gras avec un taux de 67,1%, Les produits majoritaires sont l’acide n-héxadécanoïque (acide palmitique) avec 29,6% et l’acide dodécanoïque (acide laurique) avec 21,5%, l’acide tétradécaoïque (acide myristique) est moyennement abondant avec 8,7%, l’acide octadéca-9,12-diénoïque (acide linoléique) est représenté par 2,5% et l’acide octadécanoïque (acide stéarique) est très faiblement présent à 0,2%. Les terpènes sont qualitativement et quantitativement pauvres. L’alcool diterpénique (trans phytol) représente à lui seul plus de la moitié des terpènes (6,3%). Les terpènes irréguliers représentent 4% avec l’abondance du géranyl acétone (2,1%). Les monoterpènes et les nérisoprénoïdes sont très faiblement abondants avec 0,6 et 0,8% respectivement, alors que les sesquiterpènes avec 3,2%, représentés par deux composés, l’oxyde de caryophyllène et l’α-cadinol, à 1,2% pour chaque composants. Chapitre III Résultats et Discussion Figure 22 : Chromatogramme de Genista microcephala 91 Chapitre III Résultats et Discussion 92 Tableau 17 : Composition de l’huile essentielle de Genista microcephala ACIDES GRAS SATURES ET INSATURES ALCANE ALDEHYDES DITERPENE TERPENES IRREGULIERS MONOTERPENES NERISOPRENOIDES SESQUITERPENES PHENOLS AUTRES COMPOSES Composés Acide décanoïque (acide caprylique) Acide dodécanoïque (acide laurique) Acide tétradécaoïque (acide myristique) Acide 1,2-Benzène dicarboxylique, dibu Acide n-héxadécanoïque (acide palmitique) Octadécan-9,12-diénoate de méthyle Acide octadéca-9,12-diénoïque (acide linoléique) Acide octadécanoïque (acide stéarique) Total Unéincosane n-pentacosane Héptacosane Total Nonanal Décadénal <2E,4E>Pentadécanal Total Trans phytol Géranyl acétone Fanésyl acétone Total (E)-β-ionone Théaspirane A oxyde de caryophyllène γ-muurolol (1-Naphthalénol, 1,2) α-cadinol Total 4-vinyl-2-méthoxy-phénol 2-penthyl furane Benzène, triméthyl (1-méthyl éthyl)6,10,14-triméthyl-pentadécan-2-one Total Total KI 1370 1579 1772 1952 1989 2131 2138 2171 2099 2501 2700 1104 1320 1715 2110 1447 1908 1480 1301 1586 1657 1660 1313 990 1429 1841 % 0,8 21,5 8,7 2,7 29,6 1,1 2,5 0,2 67,1 1 0,9 1,4 3,3 1,9 0,8 0,9 3,6 6,3 2,1 1,9 4 0,6 0,8 1,2 0,8 1,2 3,2 0,6 1,1 1,2 8 10,3 98,4 On constate l’absence des alcools non terpéniques. Le reste des composés forment un pourcentage de 10,3% avec seulement 3 produits dont le 6,10,14-triméthylpentadécan-2-one représentent 8%. Les composants identifiés sont réparties en plusieurs classes chimiques (tableau 18) Chapitre III Résultats et Discussion 93 Tableau 18 : Classes chimiques et Composées majoritaires chez Genista microcephala. Classe chimique Acides gras Alcanes Aldéhydes Diterpènes alcools Terpène irregulier Monoterpènes Nérisoprénoides Sesquiterpènes Phénols Autres Total % 67,1 3,3 3,6 6,3 4 0,6 0,8 3,2 0,6 10,3 99,8 Composé Nb majoritaire 8 acide n-héxadécanoïque 3 héptacosane 3 nonanal 1 trans phytol 2 géranyl acétone 1 (E)-β-ionone 1 théaspirane A 3 oxyde de caryophyllène et α-cadinol 1 4-vinyl-2-méthoxy-phénol 3 6,10,14-triméthyl-pentadécan -2-one 27 % 29,6 1,4 1,9 6,3 2,1 0,6 0,8 1,2 0,6 8 2- 1- 3- Composition de l'huile essentielle de Genista numidica L’analyse de l’huile essentielle de Genista numidica révèle la présence d’un pourcentage élevé des acides gras de l’ordre de 45,9%, avec seulement 9 composés, pour un total de 92,71% (tableau 19, figure 23). L’acide n-héxadécanoïque (acide palmitique) est le produit majoritaire avec 15,34% suivit de l’acide tétradécaoïque (acide myristique) avec 13,49% et l’acide dodécanoïque (acide laurique) avec 9,11% et un pourcentage de 5,67% pour le 9,12,15-octadécatriénoate de méthyle (un acide gras estérifier). Les aldéhydes représentent la deuxième classe la plus abondante avec 17,73%, le décadénal «2E, 4E» représente 7,7% et le nonanal avec 5,67% Les monoterpenes sont bien représentés avec un pourcentage de 5,49%, le produit le plus abondant est le naphtalène avec 2,72%, suivit de l’(E)-β-ionone avec 1,94% contrairement aux sesquiterpènes qui sont moins représentés avec 0,82% dont 0,52% pour l’oxyde de caryophyllène. Les diterpènes sont représentés par le trans-phytol avec 2,6%. Les alcools non terpéniques représentent un taux de 4,57%, dont le composant majoritaire et l’oct-1en-3-ol avec 2,6%. Chapitre III Résultats et Discussion Figure 23 : Chromatogramme de Genista numidica 94 Chapitre III Résultats et Discussion Tableau 19: Composition de l’huile essentielle de Genista numidica Composé ACIDES GRAS SATUREES ET INSATUREES ALCANES ALCOOLS ALDEHYDES DITERPENES HYDROCARBURES AROMATIQUES POLYCYCLEQUES TERPENES IRREGULIERS KI Acide nonanoïque 1274 Acide décanoïque (acide caprilique) 1370 Acide dodécanoïque (acide laurique) 1579 Acide tétradécaoïque (acide myristique) 1772 Linolénate de méthyle 1789 Linoléate de méthyle (acide Linoleique méthyl éster) 1886 Héxadécanoate de méthyle (a. palmitique méthyl éster) 1923 Acide n-héxadécanoïque (acide palmitique) 1989 9,12,15-octadécatriénoate de méthyle 2146 Total Héptadécane 1697 n-nonadécane 1899 n-hénéicosane 2099 n-tricosane 2299 n-pentacosane 2501 n-héxacosane 2598 Total Oct-1-en-3-ol 981 Octan-3-ol 997 3-éthyl-4-méthyl-pentan-1-ol 1022 oct-2-en-1-ol E 1067 Nonanol 1172 Héptadecanol 1930 Tétradécanol 1677 Total Nonanal 1104 Nonèn-1-al <2E-> 1160 Décanal 1206 Β-cyclocitral 1221 Undécanal 1308 Décadénal <2E,4E>1320 Tridécanal 1511 Tétradécanal 1613 Pentadécanal 1715 Total Trans phytol 2110 1,2-dihydro-2,5,8-triméthyl-naphtalène 1397 2,3-diméthyl-naphtalène 1419 1,6,7-triméthyl-naphtalène 1527 2-méthyl-naphtalène 1296 Total Néryl acétone (Z-géranyl acétone) 1446 Fanésyl acétone 1908 Total % 0,5 0,43 9,11 13,49 0,06 0,37 0,33 15,34 5,67 45,9 0,23 0,21 0,44 0,25 0,69 0,23 2,05 2,6 0,07 0,4 0,38 0,27 0,25 0,6 4,57 5,67 0,32 1,1 0,35 0,26 7,7 0,23 0,24 1,86 17,73 2,6 0,19 0,38 0,26 0,21 1,04 2,18 1,19 3,37 95 Chapitre III Résultats et Discussion 96 Tableau 19: Suite TERPENES IRREGULIERS MONOTERPENES NERISOPRENOIDES PHENOLS SESQUITERPENES AUTRES COMPOSEES Composé Néryl acétone (Z-géranyl acétone) fanésyl acétone Total Linalol Naphtalène (E)-β-ionone Pseudoionone (E,E) Total Théaspirane A Théaspirane B β-damacénone E Safranal Total Thymol 4-vinyl-2-méthoxy-phénol Total β-bourbonène Oxyde de caryophyllène Total 4-hydroxy-4-méthyl-pentan-2-one 2-penthyl furane octa-3,5-dièn-2-one 6-méthyl-hépta-3,5-dièn-2-one Nonadiènal (2E, 6Z)-thymohydroquinone β-apo-8-caroténal + édulan II 5-penthyl-2(3H)-furanone KI % 1446 2,18 1908 1,19 3,37 1099 0,43 1186 2,72 1480 1,94 1596 0,4 5,49 1301 1,67 1317 0,59 1380 1,6 1200 0,25 4,11 1292 0,35 1313 1,56 1,91 1387 0,3 1599 0,52 0,82 839 0,19 990 0,25 1069 0,45 1103 0,2 1153 0,23 1258 0,23 1263 0,23 (Z,E)-1,3,3-triméthyl-7-oxabicyclo[2.2.1] héptane 2-(1,3-butadiényl)-1,3,5-triméthyl-benzène 2,2;6,7-tétraméthylbicyclo[4.3.0]nona-4,9(1)-dièn-8-ol 4-(2,6,6-triméthyl cyclohexa-1,3-diényl) butan-2-one 1-(6,6-diméthyl-2-méthylène-3-cyclohéxényl)-buten-3one 4-(2,6,6-triméthyl cyclohéxa-1,3-diényl)but-3-en-2-one 2,6-diisopropyl naphtalène Diisopropyl naphtalène 6,10,14-triméthyl-pentadécan-2-one Phtalate Tétradécan-3-en-5-yne Iso phtalate 2,11,15-triméthyl-3-méthylène-héxadéca-1,6,10,14tétraène Total Total 1336 1392 1407 1411 0,77 0,23 0,34 0,76 1428 1477 1721 1726 1841 1858 1891 1953 0,12 0,3 0,32 0,25 1,87 0,88 2,33 0,3 2022 1,17 11,42 92,71 Chapitre III Résultats et Discussion 97 Les norisoprénoides sont représentés par 4 produits avec 4,11%, avec l’abondance du théaspirane-A. Les terpènes irréguliers représentent 3,37% de l’huile essentiels totale (tableau 20), avec l’abondance du nérylacétone (Z-géranyl acétone) (2,18%). Les autres produits représentent 11,36%, regroupant 22 composants avec (2,33%) pour le tétradécan-3-en-5-iène. Tableau 20 : Classes chimiques et Composées majoritaires dans Genista numidica Classe chimique Acides gras Alcanes Alcools Aldéhydes Diterpènes alcools Hydrocarbure aromatique Terpène irrégulier Monoterpénes Nérisoprénoides Sésquiterpène Phénols Autres Total % 45,9 2,05 4,54 17,7 2,6 1,04 3,37 5,49 4,11 0,82 1,91 11,4 92,7 Composé Nb majoritaire 9 acide n-héxadécanoïque 6 n-pentacosane 7 oct-1-en-3-ol 9 décadénal <2E,4E>1 trans phytol 4 2,3-diméthyl naphtalène 2 Néryl acétone (Z-géranyl acétone) 4 naphtalène 4 théaspirane A 2 oxyde de caryophyllène 2 4-vinyl-2-méthoxy-phénol 22 tétradécan-3-en-5-iène 72 % 15,34 0,69 2,6 7,7 2,6 0,38 2,18 2,72 1,67 0,52 1,56 2,33 2- 1- 4- Composition de l'huile essentielle de Genista tricuspidata Les 88,8% de l’huile essentielle totale de Genista tricuspidata sont réparties comme suit : 47,5% d’acides gras avec 22,6% pour l’acide n-héxadécanoïque (acide palmitique) produit majoritaire, suivit de l’acide dodécanoïque (acide laurique) à 14,6% et la concentration du reste des acides est comprise entre 3,7 et 0,1% (tableau 21, figure 24). Les diterpènes alcools sont représentés par deux composés le trans phytol à 10,1% et le phytol à 0,4% de l’huile totale. Les alcanes, avec 12 produits, montrent un pourcentage de 5,6%, Le plus représentatif est le n-pentacosane avec 2,4%. Le reste des alcanes ont une concentration qui varie entre 0,8 et 0,1%. Chapitre III Résultats et Discussion Figure 24: Chromatogramme de Genista tricuspidata 98 Chapitre III Résultats et Discussion Tableau 21: Composition de l’huile essentielle de Genista tricuspidata ACIDES GRAS SATURES ET INSATURES ALCANES ALCOOLS ALDEHYDES PHENOL CETONE DITERPENES ALCOOLS Composé Acide octanoïque (acide caprylique) Acide nonanoïque Acide décanoïque (acide caprique) Acide dodécanoïque (acide laurique) Acide dodécanoïque triméthyl silyl éster Acide tétradécaoïque (acide myristique) Héxadécanoate de méthyle Acide octatétradéca-9-énoïque Acide héxadécanoïque (acide palmitique) Acide héptadécanoïque Linoleate d’éthyl Acide octadéca-9,12-diénoïque (acide linoléique) 9,12,15-octadécatriénoate de méthyle Acide octadécanoïque (acide stéarique) Total Héptadécane Octadécane n-nonadécane n-cosane n-hénéicosane n-docosane n-tricosène n-tricosane n-tétracosane n-pentacosane n-hexacosane Héptacosane Total Oct-1-en-3-ol Nonanal Nonèn-1-al <2E-> Décanal β-cyclocitral Décadénal <2E,4E>1,2-méthy-tridécanal Total Eugénol Jasmone Z Phytol Trans phytol Total KI 1175 1274 1370 1579 1652 1772 1923 1931 1989 2061 2096 2138 2146 2171 1697 1797 1899 1999 2099 2198 2286 2299 2398 2501 2598 2700 981 1104 1160 1206 1221 1320 1714 1353 1393 1944 2110 % 0,2 0,5 0,6 14,6 0,1 3,7 0,2 0,1 22,6 0,2 0,1 1,9 2,4 0,3 47,5 0,3 0,2 0,8 0,1 0,2 0,2 0,2 0,6 0,3 2,4 0,3 0,1 5,7 0,3 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,4 1,2 0,2 0,2 0,4 10,1 10,5 99 Résultats et Discussion 100 Chapitre III Tableau 21: Suite Composé TERPENES IRREGULIERS MONOTERPENES NERISOPRENOIDES SESQUITERPENES AUTRES COMPOSES Géranyl acétone Fanésyl acétone Total Naphtalène α-terpineol Nérol (E)-β-ionone Pseudo-ionone (E,E) Total β-damacénone E Trans- β-ionon-5,6-époxyde Mégastigmatriènone 2 Safranal Total 1-épi-cubénol β-caryophyllène 2,6,10-triméthyl-dodécane (farnésane ) γ-muurolène Epi-cubénol Δ-cadinène Elémol Oxyde de caryophyllène Epi-cédrol γ-eudésmol α-épi-muurolol α-cadinol Total 2-penthyl furane Trans-2-(1-pentényl) furane Octa-3,5-dièn-2-one 6-méthyl-hépta-3,5-dièn-2-one Nonadiènal (2E, 6Z)-thymohydroquinone 5-penthyl-2(3H)-furanone 2,4-diméthyl-3(2H)-benzofurane 2-(1,3-butadiényl)-1,3,5-triméthyl-benzène 4-(2,6,6-triméthyl cyclohéxa-1,3-diényl) butan-2-one 1-(6,6-diméthyl-2-méthylène-3-cyclohéxenyl)-buten-3-one 2,6-diisopropyl naphtalène Diisopropyl naphtalène 6,10,14-triméthyl-pentadécan-2-one Phtalate Iso phtalate Total Total KI % 1447 0,7 1908 0,9 1,6 1186 0,1 1197 0,4 1225 0,2 1480 0,4 1596 0,1 1,2 1380 0,6 1483 0,2 1625 0,3 1200 0,1 1,2 1631 0,3 1423 0,1 1462 0,2 1477 0,2 1499 0,2 1520 0,3 1551 0,8 1599 0,1 1616 0,5 1636 0,2 1648 0,4 1660 1,4 4,7 990 0,1 998 0,1 1069 0,2 1103 2 1153 0,1 1263 0,1 1307 0,1 1392 0,1 1411 0,9 1428 0,1 1721 0,1 1726 0,2 1841 8,4 1858 1 1953 0,7 14,2 88,8 Les sesquiterpènes ont un pourcentage de 4,7%, le produit le plus abondant est l’α-cadinol avec 1,4%, suivit de l’élémol (0,8%) et de l’épi-cédrol (0,5%), les 9 produits restant varient entre 0,3 et 0,1%. Résultats et Discussion 101 Chapitre III Les monoterpènes et les nérisoprénoïdes représentent chacun un pourcentage de 1,2%, avec l’abondance du (E)-β-ionone et α-terpineol avec 0,4% chacun et du βdamacénone-E avec 0,6%. Les 14,2% que représentent les autres composés sont formés par 15 produits avec 8,4% pour le 6,10,14-triméthyl-pentadécan-2-one et 2% pour le 6-méthyl-hépta-3,5-dièn-2-one. Les phénols et les alcools non terpéniques sont très peu représentés avec seulement un composé pour chacun l’eugénol avec 0,2% et l’oct-1-en-3-ol à 0,3% (tableau 22). Tableau 22: Classes chimiques et Composés majoritaires dans Genista tricuspidata Classe chimique Acides gras Alcanes Alcools Aldéhydes Diterpènes alcools Terpène irrégulier Monoterpénes Nérisoprénoides Sesquiterpène Phénols Autres Total % 47,5 5,7 0,3 1,2 10,5 1,6 1,2 1,2 4,7 0,2 14,2 88,8 Composé Nb Majoritaire 14 Acide n-héxadécanoïque 12 n-pentacosane 1 Oct-1-en-3-ol 6 1,2-méthy-tridécanal 2 Trans-phytol 2 Farnesyl acétone 5 (E)-β-ionone et α-terpinéol 4 β-damacéone-E 12 α-cadinol 1 Eugénol 15 6,10,14-triméthyl-pentadécan-2-one 74 % 22,6 2,4 0,3 0,4 10,1 0,9 0,4 0,6 1,4 0,2 8,4 2- 1- 5- Composition de l'huile essentielle de Genista ulicina L’analyse de l’huile essentielle de Genista ulicina fait apparaître 42 produits avec un taux de 91,24% (tableau 23, figure 25). Les acides gras représentent 54,06%, avec l’acide n-héxadécanoïque (acide palmitique) (18,63%), l’acide dodécanoïque (acide laurique) (14,32%), l’acide tétradécaoïque (acide myristique) (11,45%), l’acide octadéca-9,12-diénoïque (3,08%) et l’acide linoléique avec 3,08%. Les diterpènes alcools forment la deuxième classe chimique la plus importante avec un seul composé le trans-phytol (4,66%). Les alcanes représentent 4,55% du total de l’huile essentielle, le nonacosane représente 2,1%, le n-pentacosane (1,25%), les autres composés varient entre 0,41 et 0,12%. Le fanésyl acétone avec 1,83% et le néryl acétone (Z-géranyl acétone) avec 1,47% représentant 3,3% des terpènes irréguliers. Chapitre III Résultats et Discussion 102 Figure 25: Chromatogramme de Genista ulicina Résultats et Discussion 103 Chapitre III Tableau 23: Composition de l’huile essentielle de Genista ulicina Composé ACIDES GRAS SATURES ET INSATUREES ALCANES ALCOOL ALDEHYDES DITERPENE ALCOOL TERPENES IRREGULIERS MONOTERPENE NERISOPRENOIDES PHENOL KI % Acide dodécanoïque (acide laurique) Tetradécanol (alcool myristique) Acide tétradécaoïque (acide myristique) Eicosa-11,14,17-triénoate de méthyle Héxadécanoate de méthyle Acide octadéca-9-énoïque Acide n-héxadécanoïque (acide palmitique) Octadécan-9,12-diénoate de méthyle Acide octadéca-9,12-diénoïque (acide linoléique) Acide linolinéique Total n-nonadécane n-docosane n-tricosane n-pentacosane n-héxacosane n-nonacosane Total Oct-1-en-3-ol Nonanal Décanal Tétradécanal Pentadécanal Total trans phytol 1579 1677 1772 1891 1923 1931 1989 2131 2138 2156 14,32 0,76 11,45 1,35 0,54 0,24 18,63 0,61 3,08 3,08 54,06 0,41 0,12 0,39 1,25 0,28 2,1 4,55 1,9 1,72 0,46 0,35 1,28 3,81 4,66 Néryl acétone (Z-géranyl acétone) fanésyl acétone Total Linalol Naphtalène α-terpineol Géraniol (E)-β-ionone Total Théaspirane A β-damacénone E Total Thymol 4-vinyl-2-méthoxy-phénol Total 1446 1908 1899 2198 2299 2501 2598 2672 981 1104 1206 1613 1715 2110 1099 1186 1197 1250 1480 1301 1380 1292 1313 1,47 1,83 3,3 0,35 0,91 0,36 0,47 1,35 2,18 0,67 0,78 1,45 0,31 0,42 0,73 Résultats et Discussion 104 Chapitre III Tableau 23: Suite SESQUITERPENE AUTRES COMPOSES Composé Oxyde de caryophyllène 4-hydroxy-4-méthyl-pentan-2-one Octa-3,5-diè-2-one 6-méthyl-hépta-3,5-dièn-2-one 5,6,7,7-α-tétrahydro-4,4,7-α-triméthyl-2(4H)Benzofurane Benzoate d'héxen3-yl (Z) 6,10,14-triméthyl-pentadécan-2-one Phtalate Iso phtalate Total Total KI 1586 839 1069 1103 % 0,31 0,75 0,74 2,85 1532 1572 1841 1858 1953 1,15 0,22 4,41 1,74 1,43 13,29 98,52 Les monoterpènes représentent 2,18% avec 1,35% pour l’(E) β-ionone parmi les 5 produits présents, 3 sont des alcools monoterpéniques (tableau 24). Les norisoprénoïdes sont peu représentés avec deux composés, le théaspirane A et le β-damacénone-E avec une abondance de 1,45%. L’oxyde de caryophyllène avec 0,73% représente le seul sesquiterpène présent dans cette huile. Tableau 24 : Classes chimiques et Composés majoritaires de Genista ulicina Classe chimique Acides gras Alcanes Alcools Aldéhydes Diterpènes alcools Terpène irrégulier Monoterpènes Nérisoprénoides Sesquiterpène Phénols Autres Total % 54,06 4,55 1,90 3,81 4,66 3,30 2,18 1,45 0,31 0,73 13,29 91,24 Composé Nb Majoritaire 10 acide n-héxadécanoïque 6 nonacosane 1 oct-1-en-3-ol 4 nonanal 1 trans phytol 2 fanésyl acétone 5 (E) β-ionone 2 β-damascone E 1 oxyde de caryophyllène 2 4-vinyl-2-méthoxy-phénol 8 6,10,14-triméthyl-pentadécan-2-one 42 % 18,6 2,1 1,9 1,72 4,66 1,8 1,35 0,78 0,31 0,42 4,41 On constate l’absence des hydrocarbures aromatiques polycycliques. Deux phénols sont présents avec un pourcentage faible (0,73%). Les 13,29% forment le reste des composés avec l’abondance du 6,10,14-triméthyl-pentadécan-2-one avec 4,41% et Chapitre III Résultats et Discussion 105 le 6-méthyl-hépta-3,5-dièn-2-one avec 2,85%, le 5,6,7,7-α-tétrahydro-4,4,7-αtriméthyl-2(4H)-Benzofurane avec 1,45% et l’isophtalate avec 1,15% 2- 1- 6- Composition de l'huile essentielle de Genista vepres L’huile essentielle de Genista vepres est riche en acide gras avec 54,53% du total de (85,9%). Sur les 14 acides gras, l’acide n-héxadécanoïque (acide palmitique) représente 26,4%, l’acide linoleique (11,7%), l’acide dodécanoïque (acide laurique) représente 8,43% alors que l’acide tétradécaoïque (acide myristique) représente 4,98% (tableau 25, figure 26). Les alcanes représentent 10,2% de l’huile essentielle avec 3,4% pour le nonacosane, 3,34% pour le n-pentacosane et 1,23% pour le n-tricosane, le reste des composés varient entre 0,08% et 0,56%. Les diterpenes alcools, phytol et trans phytol, représentent 5,62%, avec l’abondance du trans phytol (5,1%). Les 4 composés nérisoprénoides forment un taux de 4,59% avec l’abondance du théaspirane B (4,16%). Les monoterpènes, avec 8 composants, sont très peu abondants avec un taux de 0,98%. Le (E)-β-ionone représente 0,39%, l’α-terpinéol (0,17%) et l’α-ionène avec 0,11%. Les autres composés ont un taux très faible variant entre 0,03% et 0,08%. Contrairement aux monoterpènes les sesquiterpènes représentent 0,48% dans l’huile essentielle avec seulement trois produits. Les aldéhydes représentent 1,2% avec 0,29% pour le décadénal <2E,4E> et 0,17% pour chacun des deux composants le 1,2-méthy-tridécanal et le nonanal. Les hydrocarbures aromatiques sont très faiblement concentrés avec 0,09%. Le 6,10,14-trimethyl-pentadecan-2-one avec 3,18% est le composant majoritaire des autres composants (tableau 26). Chapitre III Résultats et Discussion 106 Figure 26 : Chromatogramme de Genista vepres Résultats et Discussion 107 Chapitre III Tableau 25: Composition de l’huile essentielle de Genista vepres Composé ACIDES GRAS SATUREES ET INSATUREES ALCANES ALCOOLS ALDEHYDES HYDROCARBURE S AROMATIQUES Acide octanoïque Acide nonanoïque Acide décanoïque Acide dodécanoïque (laurique) Acide tridécanoïque Acide tétradécaoïque (myristique) Trimethylsilyl myristate Acide pentadécanoïque Héxadécanoate de méthyle Acide n-héxadécanoïque (palmitique) Triméthyl silyl héxadécanoate Acide Héptadécanoïque Acide linoléique Triméthyl silyl laurate Total Héxadécane Héptadécane Octadécane n-nonadécane n-hénéicosane n-tricosane n-tétracosane n-pentacosane n-héxacosane nonacosane Total 3-éthyl-4-méthyl-pentan-1-ol Octanol 2,2;6,7-tétraméthylbicyclo[4.3.0]nona-4,9(1)-dièn-8ol Total Octanal nonanal nonèn-1-al <2E-> Décanal β-cyclocitral Décadiénal <2E,4Z>décadénal <2E,4E>Ethylvanilline 1,2-méthy-tridécanal Total Salicylate de méthyle Eugénol Total KI 1175 1274 1370 1579 1670 1772 1846 1864 1923 1989 2044 2061 2156 1661 1596 1697 1797 1899 2099 2299 2398 2501 2598 2672 1022 1072 1407 1004 1104 1160 1206 1221 1295 1320 1454 1714 1193 1353 % 0,6 0,7 0,61 8,43 0,37 4,98 0,41 0,92 0,11 26,4 0,08 0,18 11,7 0,33 54,53 0,12 0,19 0,08 0,34 0,56 1,23 0,41 3,34 0,54 3,4 10,2 0,05 0,06 0,25 0,36 0,1 0,17 0,16 0,06 0,08 0,07 0,29 0,1 0,17 1,2 0,05 0,04 0,09 Résultats et Discussion 108 Chapitre III Tableau 25: Suite Composé DITERPENES TERPENES IRREGULIERS MONOTERPENES NERISOPRENOÏDES SESQUITERPENES Phytol Trans phytol Total Néryl acétone (Z-géranyl acétone) fanésyl acétone Total Oxyde de linalol-trans Naphtalene α-terpinéol α-ionène Géraniol Triméthyl tétrahydronaphtalène-1 (E)-β-ionone Triméthyl tétrahydronaphtalène Total Théaspirane B β-damacénone E Trans-β-ionon-5,6-époxyde Safranal Total 2,6,10-triméthyl-dodécane (farnésane ) α-calacorène Intermédéol Total KI % 1944 0,52 2110 5,01 5,62 1446 0,38 1908 0,56 0,94 1071 0,05 1186 0,07 1197 0,17 1212 0,11 1250 0,08 1256 0,03 1480 0,39 1305 0,08 0,98 1317 4,16 1380 0,21 1483 0,11 1200 0,11 4,59 1462 0,16 1544 0,09 1676 0,23 0,48 OXYDE DE TERPENE AUTRES COMPOSEES Oxyde de linalol-trans 6-méthyl-hépta-3,5-dièn-2-one Nonadiènal (2E, 6Z)-thymohydroquinone 5-penthyl-2(3H)-furanone 2,3-dihydro-,1,4,6-tétraméthyl-1H-indène 1,2-dihydro-1,1,6-triméthyl-naphtalène 1-(6,6-diméthyl-2-méthylène-3-cyclohéxényl)-butèn-3-one Tridécan-2-one 5,6,7,7-α-tétrahydro-4,4,7-α-triméthyl-2(4H)-Benzofurane 6,10,14-triméthyl-pentadécan-2-one Phtalate Iso phtalate Total Total 1071 1103 1153 1263 1349 1356 1428 1494 1532 1841 1858 1953 0,05 0,22 0,16 0,21 0,06 0,11 0,35 0,13 0,16 3,18 0,66 0,42 4,90 85,9 Résultats et Discussion 109 Chapitre III Tableau 26 : Classes chimiques et Composés majoritaires de Genista vepres. Classe chimique % Composé Majoritaire Nb Acides gras Alcanes 54,53 10,2 14 10 Alcools 0,36 3 Aldéhydes Diterpènes alcools Terpène irrégulier Monoterpènes Nérisoprenoides Sesquiterpènes Autres Total 1,2 5,62 0,94 0,93 4,59 0,48 5,55 85,9 9 2 2 7 4 3 11 67 acide n-héxadécanoïque (palmitique) nNonacosane 2,2;6,7-tétraméthylbicyclo[4.3.0]nona4,9(1)-dièn-8-ol décadénal <2E,4E> trans phytol fanésyl acétone (E)-β-ionone théaspirane B itermédéol 6,10,14-triméthyl-pentadécan-2-one % 26,4 3,4 0,25 0,29 5,01 0,56 0,39 4,16 0,23 3,18 2- 1- 7- Etude Comparative des six espèces Les profils GC des six espèces de Genista apparaissent assez proches. Toutes les espèces ont au minimum trois composés en commun, les six espèces ont le même pic majoritaire, et les autres constituants sont repartis d’une manière hétérogène. La distribution des différents composés de l’huile essentielle sont regroupés dans le tableau 27 la comparaison de ces produits conduit aux observations suivantes. * Les acides gras constituent les produits majoritaires dans les six espèces, avec l’abondance de l’acide n-héxadécanoïque (acide palmitique) qui varient entre 15,34 et 32,32% Les membranes cellulaires des plantes sont principalement composées de cinq acides gras, l'acide stéarique, palmitique, oléique, linoléique et linolénique. En revanche, une très grande diversité d'acide gras existe dans les triglycérides de réserve de graines. Plus de 300 acides gras d'origine naturelle ont été décrits dans les semences, les acides gras varient selon la présence de groupes fonctionnels, tels que hydroxy, époxy, et les groupes acétyléniques (Badami et Patil, 1980 et van de Loo et al., 1993). Plusieurs gènes codent pour des enzymes impliquées dans la synthèse des acides gras (Cahoon et al., 1992; Van de Loo et al., 1995 et Jaworski et Cahoon, 2003). L’acide linolénique est considéré comme le produit de départ de la biosynthèse de l’acide jasmonique, un composé ubiquitaire du règne végétal qui a une fonction Chapitre III Résultats et Discussion 110 centrale dans les réactions de défense des plantes en tant que messager chimique (Schaller, 2001). Lata-Kaul et al., (1990) ont signalés la présence de trois acide gras dans les graines de Leguminosae, qui sont l’acide palmitique, l’acide oléique, et l’acide linolenique, alors que Artamonova at al., (1987) citent la présence, en plus de ses derniers, l’acide stéarique, Cerchiara et al., (2010) indiquent en plus la présence de l’acide myristique, palmitique et margarique. * La distribution des alcanes n’est pas homogène dans les six espèces. On constate que l’héptacosane caractérise G. saharae et G. microcephala, pour G. numidica et G. tricuspidata c’est le n-pentacosane, alors que le nonacosane est présent seulement chez G. ulicina et G. vepres. Tandis que l’héptacosane ne représente que 0,1% chez G. tricuspidata et il est absent chez G. vepres. Le n-pentacosane se retrouve chez les six espèces à des taux approximativement identiques. Miraldi et al., (2004) constatent que les composées principaux chez Spartium junceum (Genisteae) sont les tricosanes, tétracosane et le pentacosane et signalent leurs importance dans la sensibilité des insectes dans la sélection des plantes hôtes. Les Ombellifères, les Crucifères et des Légumineuses sont caractérisées par la présence des alcanes. La présence de ces alcanes confirment l'utilité de les utilisés comme des caractères chimiotaxonomiques aux niveaux familles, sous-familles et des tribus (Massimo, 1996 et Mimuria et al., 1998). Des alcanes de plusieurs espèces de Cactaceae, appartenant à deux sous-familles : Opuntioideae et Cactoideae, ont été employés en tant que caractères chimiotaxonomiques. Les Cactoideae ont été subdivisées en sept tribus sur la base des alcanes et ont indiqués les limites entre les espèces au niveau sous-familles et tribus (Massimo et al., 1997) * L’alcool non terpénique, l’oct-1-en-3-ol, caractérise G. tricuspidata, G. ulicina et G. numidica, alors que et G. vepres est caractériserée par le 2,2;6,7tétraméthylbicyclo[4.3.0]nona-4,9(1)-dièn-8-ol, par contre G. saharae contient sous forme de trace (0,05%) l’octan-3-ol et G. microcephala ne contient pas d’alcool. Les alcools non terpèniques (alcools aliphatiques) se retrouvent souvent dans la matière végétale, il résultent de l’activité lipoxygénase et leur rôle biochimique ne semble pas être explicite (Jean France, 1992). Chapitre III Résultats et Discussion 111 * Le décadénal <2E, 4E>- caractérise G. numidica et G. vepres, alors que le 1,2-méthy-tridécanal caractérise G. tricuspidata. G. microcephala et G. ulicina sont caractérisées par le nonanal cependant le pentadécanal caractérisent G. saharae. Les aldehydes sont connus comme stimulants de la saveur des aliments à une très faible concentration (l ppb) et sont essentiellement issus de l'activité lipoxygénase, ou l'autoxydation, des acides linoléique ou α-linolénique (Belitz et al., 1987). Les aldéhydes en C6 jouent un rôle important dans la fragrance des plantes mais certains comme le trans-2- héxénal ont aussi des propriétés anti-microbiennes (Croft, et al., 1993). Il a été démontré que le trans-2-héxénal pouvait aussi agir comme molécule-signale permettant l'activation de gènes de défense (Bate et Rothstein, 1998). * Le phénol, 4-vinyl-2-methoxy-phénol, caractérise G. ulicina, G. numidica et G. microcephala. L’eugénol caractérise G. tricuspidata alors que G. vepres et G. saharae l’analyse n’a pas révélé la présence de ce produit. Des études ont permis de confirmer et de préciser la diversité et l'importance des composés phénoliques des végétaux. Ils constituent des éléments essentiels dans les interactions des plantes avec leur environnement biologique et physique, relations avec les bactéries, les champignons, les insectes, résistance aux UV, mais participent aussi fortement aux critères de qualité (couleur, astringence, amertume...) exemple l’Eugenol (banane et clou de girofle) et salicylate d’éthyle pour la fraise (Macheix et al., 2005). * La répartition quantitative et qualitative des terpènes n’est pas homogène dans les six espèces étudiées. G. tricuspidata se caractérise par la présence de 25 composés avec un taux de 19,2%. On note la présence de 18 produits chez G. vepres avec un taux de 12,45% et 11 produits pour G. numidica et G. ulicina avec des taux de 16,39% et 10,93% respectivement. La présence, seulement de 8 produits chez G. microcephala représente une proportion de 14,5% contrairement à G. saharae qui contient 14 produits avec un taux de 5,69%. * La quantité des monoterpènes chez G. numidica est plus significative par rapport autres espèces, le monoterpène naphtalène est présent chez cette espèces et chez G. ulicina, G. tricuspidata et G. vepres. Ce produit est absent de G. saharae et G. microcephala. Les analyses des huiles essentielles des fleurs de Spartium junceum Chapitre III Résultats et Discussion 112 (tribu Genisteae) montre qu’ils sont constitués principalement d’hydrocarbures monoterpènes avec le β-thujène comme composés majoritaire (Bezic et al., 2003). Ces produits sont absents dans nos espèces. * Les norisoprénoïdes sont plus ou moins abondant chez G. saharae, G. numidaica et G. vepres et peu abondant dans les trois autres espèces. Les nérisoprenoides tels que l’ionones et le damascones, constituent une note essentielle dans l'arôme du thé, du raisin, des roses et du tabac, dont les caroténoïdes sont les précurseurs importants (Rodríguez-Bustamante et Sánchez, 2007) * Les sesquiterpènes sont abondant chez G. microcephala et G. tricuspidata et peu présent dans les autres espèces. Le trans phytol, un diterpène alcool, est un groupe alkyl des molécules de chlorophylle, est présent dans toutes les plantes chlorophylliennes (Lüttge et al., 1996). Il est utilisé également dans la préparation des vitamine E et K (Harborne et Baxter, 1995). Ce composant est présent chez les six espèces du genre, il est très abondant dans G. tricuspidata, moyennement présent Chez G. microcephela, G. ulicina et G. vepres et faiblement présent chez G. numidica et G. saharae * Les terpènes irréguliers sont abondant chez G. microcephala, G. numidica et G. ulicina. Le farnésyl acétone caractérise G. saharae, G. tricuspidata et G. vepres, alors que le néryl acétone caractérise G. numidica et G. ulicina. L’α-terpinéol, le linalol, le (β)-héx-2-énal, le (β)-héx-3-én-l-ol et le géraniol sont responsables de l'odeur de l'huile essentielle des feuilles du Vaccinium angustifolium. Un calcul plus précis de la part de chacun des constituants dans un mélange à l'odeur a été proposé pour évaluer la limite de détection olfactive (Ohloff, 1990). La présence des terpènes dans les six espèces est faible par rapport aux acides gras, l'effet combiné de ces composés est responsable de l'odeur caractéristique de l'huile essentielle (Stahl-Biskup et al., 1993). Chapitre III 113 Résultats et Discussion Tableau 27: Classes chimiques et composés majoritaires dans l’huile essentielle des six espèces Genista Monoterpènes 0,85% saharae géranyl linalol 0,6% microcephala (E)-ß-ionone 5,49% numidica naphtalène 2,18% ulicina (E)-ß-ionone 0,93% vepres tricuspidata (E)-ß-ionone 1,2% E-ß-ionone et α-terpinéol Nérisoprénoides 3,31% 0,8% théaspirane A 4,11% théaspirane A 1,45% β-damacénone E théaspirane B 0,77% Elémol trans phytol 3,2% oxyde de caryophyllène et α-cadinol 0,82% oxyde de caryophyllène 0,31% oxyde de caryophyllène 0,48% intermedéol 1,2% ß damacéone-E Diterpènes alcools 0,08% β-damacénone E 4,59% Sesquiterpènes 1,68% fanésyl acétone 6,3% trans phytol 2,6% trans phytol trans phytol 5,62% trans phytol géranyl acétone 3,37% 1,04% 2,3-diméthylnaphtalène néryl acétone 3,3% - fanésyl acétone 0,94% 0,09% salicylate de méthyl fanésyl acetone 10,5% trans-phytol Hydrocarbure aromatique 0,71% 1,2-dihydro2,5,8triméthylnaphtaléne 4% 4,66% 4,7% α-cadinol Terpène irrégulier 1,6% fernésyl acétone - Tabeau 25 : Suite Genista saharae microcephala Acides gras saturés et insaturés 63,8% acide palmitique 65% acide palmitique 45,3% numidica ulicina vepres tricuspidata acide palmitique Alcanes Alcools Aldéhydes 6,25% 0,05 0,97% heptacosane pentadécanal 3,3% heptacosane 3,6% - n-pentacosane 4,55% acide palmitique nonacosane 54,53% 10,2% acide palmitique nonacosane 5,7% n-pentacosane nonanal 4,54% 17,73% 2,05% 54,06% 47,5% acide palmitique Octan-3-ol oct-1-en-3-ol 1,9% oct-1-en-3-ol Phenols 0,6% 4-vinyl-2méthoxyphénol 1,91% 4-vinyl-2décadénal <2E,4E>- méthoxyphénol 3,81% 0,73% 4-vinyl-2nonanal méthoxyphénol 1,2% 0,36% 2,2;6,7tetramethylbicyclo décadénal <2E,4E>[4.3.0]nona4,9(1)-dièn-8-ol ( 0,3% 1,2% 0,2% 1,2-méthyl oct-1-en-3-ol eugénol tridécanal Autres 7,82% 6,10,14-triméthylpentadécan-2-one 12% 6,10,14-triméthylpentadécan-2-one 11,36% tétradécan-3-en-5iène 13,29% tétradécan-3-en-5iène 5,55% 6,10,14-triméthylpentadécan-2-one 14,2% 6,10,14-triméthylpentadécan-2-one Résultats et Discussion 114 Chapitre III 2- 2- Analyse en Composantes Principales (ACP) L’étude des six espèces endémiques du genre Genista montre très peu de différences de concentrations totales en huiles essentielles. Pour comparer les profils en composés chimiques nous avons considéré chaque composé comme une variable quantitative à expliquer (tableau28). Tableau 28 : Composés de l’huile essentielle utilisée dans les analyses statistiques Composés Code Code V115 V123 V125 V17 V30 V35 V40 V41 V54 V60 V71 oct-1-en-3-ol linalol nonanal naphtalène Théaspirane-A 4-vinyl-2-méthoxy-phénol acide décanoïque β-damacenone-E Néryl acétone (E)- β-ionone acide dodécanoïque V92 pentadécanal V46 V95 V97 V101 acide tétradécaoïque 6,10,14-triméthyl-pentadécan-2-one phtalate V55 V84 V114 V3 V11 V12 V108 V127 V128 V132 V134 V136 V137 V27 V34 eicosa-11,14,17-trienoate de methyle V48 Composés acide n-héxadécanoïque trans phytol acide octadéca-9,12-diénoïque 9,12,15-octadécatriénoate de méthyle acide linoléque n-tricosane n-pentacosane nonacosane heptacosane acide nonanoïque théaspirane-B 2,2;6,7-téraméhyl bicyclo[4.3.0]nona4,9(1) -dièn-8-ol géranyl acétone α-cadinol iso phtalate 4-(2,6,6-trimethylcyclohexa-1,3dienyl)butan-2-one La composition de l’huile essentielle des six espèces présente une différence notable, ainsi les composants identifiés montrent une grande variabilité interspécifique (Figure 27). L’acide n-héxadécanoïque c’est le composant qui présente le plus de variation au sein des espèces, suivi de l’acide dodécanoïque et de l’acide linoléique. Les autres composants présentent peu de variabilité. 2- 2-1- Etude des variables a- Matrice des corrélations L’examen de la matrice fait apparaître des coefficients de corrélation élevés, 58,3% des variables sont significativement corrélées (tableau 29). Résultats et Discussion 115 Chapitre III 35 Mean Mean±SE Mean±SD 30 25 20 15 10 5 0 -5 V3 V12 V30 V40 V54 V71 V95 V101 V115 V125 V128 V134 V137 Figure 27 : Variation de la concentration des composés chez les espèces de Genista Les valeurs propres représentent la variance des composants de l’huile sur les axes sont élevées, 41,13% pour le premier axe, 24% pour l’axe 2 et 15,04% pour l’axe trois, donnant ainsi une bonne contribution à la variance totale. L’ensemble de l’information expliquée par les trois premiers axes issus de l’ACP est de 80,17%. Chapitre III 116 Résultats et Discussion Tableau 29: Matrice de corrélation des composants de l’huile essentielle des espèces du genre Genista V3 V3 V11 V12 V17 V30 V35 V40 V41 V54 V60 V71 V92 V11 0,3 1,0 V12 0,8 -0,2 V17 0,9 0,0 0,9 V30 0,8 -0,2 1,0 0,9 1,0 V35 -0,2 -0,3 -0,2 -0,1 -0,3 1,0 -0,8 -0,8 -0,3 -0,5 -0,3 0,1 V41 0,1 -0,1 0,1 0,2 0,0 -0,3 0,1 1,0 V54 1,0 0,1 0,8 0,9 0,8 -0,1 -0,7 0,3 1,0 V60 1,0 0,2 0,9 0,9 0,9 -0,2 -0,7 0,0 0,9 1,0 V71 -0,2 0,2 0,0 -0,3 0,1 -0,5 0,1 -0,6 -0,4 -0,1 1,0 V92 0,9 0,0 0,9 0,8 0,9 -0,4 -0,5 0,9 0,1 1,0 V95 0,5 -0,2 0,5 0,5 0,5 -0,4 -0,2 -0,3 V97 -0,6 0,2 -0,5 -0,6 -0,4 -0,4 0,4 V101 0,5 0,8 0,0 0,3 -0,1 -0,2 -0,8 0,3 0,5 0,3 V108 0,3 0,2 0,3 0,1 0,4 -0,7 -0,3 -0,1 0,2 0,3 V115 -0,9 -0,4 -0,7 -0,8 -0,6 0,1 0,8 0,1 -0,8 V123 -0,5 0,4 -0,6 -0,6 -0,6 -0,2 0,3 V125 -0,2 0,5 -0,4 -0,5 -0,2 -0,7 -0,2 V127 0,7 -0,1 0,8 0,8 0,7 -0,2 -0,1 0,2 V128 -0,2 -0,1 -0,3 -0,2 -0,4 0,9 V132 -0,4 0,0 -0,5 -0,3 -0,6 -0,5 0,1 V40 V134 V95 V97 V101 V108 V115 V123 V125 V127 V128 V132 V134 V136 V137 *V27 *V34 *V48 *V55 *V84 *V114 1,0 1,0 -0,6 1,0 -0,5 -0,7 1,0 0,2 0,8 0,8 0,6 0,4 -0,4 -0,8 -0,5 0,7 1,0 0,8 -0,4 -0,5 1,0 -0,4 0,2 0,3 -0,3 0,7 0,6 0,5 0,3 0,0 1,0 -0,9 0,1 -0,6 -0,1 0,4 -0,5 0,0 1,0 -0,4 -0,7 -0,6 0,5 -0,7 -0,8 0,9 -0,1 -0,2 0,2 0,1 -0,3 -0,3 0,6 0,0 0,2 0,6 0,3 0,7 0,3 0,3 1,0 0,6 0,7 -0,3 0,5 0,2 -0,3 0,0 -0,2 -0,7 -0,2 -0,6 1,0 -0,1 -0,4 -0,1 -0,2 -0,4 -0,4 -0,4 -0,4 0,0 -0,5 0,1 -0,1 -0,5 -0,4 1,0 0,8 0,0 -0,1 -0,2 -0,4 -0,6 -0,7 -0,5 -0,3 0,2 -0,8 0,1 0,1 -0,5 -0,2 0,8 1,0 0,8 0,1 -0,5 -0,3 -0,8 -0,8 0,1 0,0 -0,8 0,2 0,4 -0,4 -0,3 0,8 0,9 -0,4 -0,5 1,0 1,0 1,0 V136 0,0 0,2 -0,3 -0,2 -0,3 0,8 -0,4 0,0 -0,1 -0,3 -0,3 -0,3 -0,4 0,3 -0,3 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4 0,9 0,7 0,7 1,0 V137 -0,5 -0,4 -0,3 -0,4 -0,3 -0,4 0,6 0,6 -0,4 -0,5 0,0 -0,2 0,5 0,2 -0,3 0,2 0,8 -0,1 0,4 -0,4 -0,4 -0,2 -0,3 -0,5 1,0 *V27 -0,3 -0,4 -0,3 -0,1 -0,4 0,4 0,4 0,5 -0,1 -0,4 -0,8 -0,5 0,0 -0,4 0,0 -0,9 0,2 -0,1 -0,6 0,2 0,3 0,7 0,5 0,0 0,2 1,0 *V34 0,8 -0,2 1,0 0,9 1,0 -0,2 -0,3 0,1 0,8 0,9 0,0 0,9 0,5 -0,4 -0,1 0,3 -0,6 -0,6 -0,4 0,8 -0,4 -0,6 -0,7 -0,3 -0,3 -0,3 *V48 0,1 0,0 0,1 0,3 0,0 -0,4 0,3 0,6 0,1 0,0 -0,4 0,0 0,2 0,0 0,2 -0,4 -0,1 0,2 -0,2 0,6 -0,6 -0,1 -0,1 -0,7 0,2 0,6 0,1 1,0 *V55 -0,4 -0,2 0,0 -0,4 0,1 -0,3 0,5 -0,5 -0,6 -0,2 0,9 -0,1 -0,3 0,8 -0,7 0,5 0,4 0,4 0,4 -0,2 -0,3 -0,6 -0,2 -0,4 0,2 -0,6 0,0 -0,3 1,0 *V84 -0,4 0,1 -0,2 -0,4 -0,2 -0,4 0,4 -0,5 -0,7 -0,4 0,8 -0,3 -0,6 0,9 -0,5 0,1 0,2 0,9 0,3 0,0 -0,4 -0,3 0,0 -0,5 0,0 -0,3 -0,2 0,1 0,8 1,0 0,9 0,0 0,1 0,0 -0,1 0,0 -0,2 0,0 0,8 0,2 -0,6 0,1 0,3 -0,1 0,2 0,1 0,1 -0,4 -0,1 -0,2 -0,4 -0,1 *V114 0,5 -0,9 -0,4 -0,3 0,3 0,4 0,1 Cor > 0,35 significative ; Cor > 0,45 hautement significative 0,5 -0,6 1,0 1,0 Résultats et Discussion 117 Chapitre III b- Cercle des corrélations La représentation du plan formé par les deux premiers axes principaux plan 1x2 (Figure 28) montre que l’ensemble des composants de l’huile essentielle contribue fortement à la formation de l’axe 1. V125 V71 V108 V137 V97 *V27 Factor 2 : 24,88% V95 V41 V92 V30 V11 V12 V60 V3 V17 V54 V115 V40 V123 *V114 *V34 *V48 V127 V101 *V84 *V55 V134 V136 V128 V132 V35 Active Suppl. Factor 1 : 41,14% Figure 28: Cercle des corrélations, projection des variables sur le plan (1x2), La partie positive est expliquée par les variables : (V115) acide nhéxadécanoïque (0,76), (V123) trans phytol (0,64), (V134) n-pentacosane (0,72) et (V34) théaspirane-B (0,90)), par contre la partie négative de l’axe est expliquée par les composés : (V3) oct-1-en-3-ol (-0,95), (V12) nonanal (-092), (V17) naphtalène (0,94), (V30) Théaspirane-A (-0,91), (V54) Néryl acétone (-0,94), (V60) (E)- β-ionone (-0,96), (V92) pentadécanal (-0,96), (V95) acide tétradécaoïque (-0,65) et (V127) 9,12,15-octadécatriénoate de méthyle (-0,69)). Le (V71) acide dodécanoïque (0,68), le (V97) 6,10,14-triméthyl-pentadécan-2one (0,66), le (V108) eicosa-11,14,17-trienoate de méthyle (0,72) et le (V125) acide octadéca-9,12-diénoïque (0,75) expliquent la partie positive de l’axe 2, alors que sa partie négative est expliquée par (V35) 4-vinyl-2-méthoxy-phéno (-0,85), (V128) acide linoléque (-0,83), (V136) nonacosane (-0,77), (V132) n-tricosane (-0,81), (v55) géranyl acétone (-0,67) et (V84) α-cadinol (-0,55). Les variables, (V11) linalol (0,88), (V101) phtalate (0,47), (V27) acide nonanoïque (0,63) et (V48) 4-(2,6,6-trimethylcyclohexa-1,3-dienyl)butan-2-one (0,30) expliquent Résultats et Discussion 118 Chapitre III la partie positive de l’axe 3, alors que sa partie négative est expliquée par (V40) acide décanoïque (-0,67), (V41) β-damacenone-E (-0,59), (V137) héptacosane (-0,62) et (V114) iso-phtalate (-0,87) (Figure 29). V11 *V27 V97 *V48 V108 Factor 3 : 15,04% V123 V71 V125 V101 V136 V3 V60 V134 *V34 V128 V92 V54 V30 V17 V12 V127 V132 *V55 V35 *V84 V115 V95 V41 V137 V40 *V114 Active Suppl. Factor 1 : 41,14% Figure 29: Cercle des corrélations, projection des variables sur le plan 1x3, 2- 2- 2- Etude des espèces de Genista La superposition du plan 1x2 des variables au plan 1x2 des espèces (Figure 30) montre que nos espèces se sont réparties sur les trois premiers axes. microcephala Factor 2: 24,88% saharae tricuspidata ulicina numidica vepres Factor 1: 41,14% Figure 30: Projection des espèces du genre Genista, sur le plan 1-2. Résultats et Discussion 119 Chapitre III Genista tricuspidata, localisée sur la partie positive de l’axe 1 est caractérisée par l’acide n-héxadécanoïque, le trans phytol, le théaspirane-B et le n-pentacosane. Cette dernière espèce s’oppose à Genista numidica localisée sur la partie négative de l’axe 1, caractérisé par l’oct-1-en-3-ol, le nonanal, le naphtalene, la théaspirane A, le néryl acétone, l’(E)-β-ionone, le pentadécanal, l’acide tétradécaoïque et le 9,12,15octadécatriénoate de méthyle. L’axe 2 oppose deux espèces, sur sa partie positive on retrouve Genista microcephala, qui se caractérise l’acide dodécanoïque, le 6,10,14-triméthylpentadécan-2-one, le fanésyl acétone et l’acide octadéca-9,12-diénoïque, alors que sur la partie négative on trouve Genista vepres qui est caractérisée par le 4-vinyl-2méthoxy-phénol, l’acide linoleique, le n-tricosane, le nonacosane, le géranyl acétone et l’α-cadinol. Le linalol, le phtalate, l’acide nonanoïque et le 4-(2,6,6-triméthylcyclohéxa-1,3diényl)butan-2-one caractérisent Genista ulicina, sur la partie positive de l’axe 3. Cette espèces, s’oppose à Genista saharae sur la partie négative de l’axe 3, qui est caractérisée par l’acide décanoïque, le β-damacénone-E, l’iso-phtalate et l’héptacosane (Figure 31). ulicina Factor 3: 15,04% tricuspidata microcephala vepres numidica saharae Factor 1: 41,14% Figure 31 : Projection des espèces du genre Genista, sur le plan 1-3 Résultats et Discussion 120 Chapitre III La projection spatiale tridimensionnelle des espèces basée sur les trois axe principaux (Figure 32), montre que Genista ulicina, G. tricuspidata et G. numidica sont nettement séparées de G. microcephala, G. vepres et G. saharae les deux dernière espèces sont plus proche l’une de l’autre. numidica ulicina tricuspidata microcephala vepres saharae Figure 32 : Projection spatiale des six espèces de Genista 2- 3- UPGMA L’analyse des clusters UPGMA (figure 33), basée sur la distance du linkage, confirme la séparation de nos espèces en deux clades distincts. La première clustration sépare Genista numidica du reste des espèces. Cette séparation, nous indique la présence de différence dans la composition de l’huile essentielle de cette espèce et les autres espèces. Résultats et Discussion 121 Chapitre III Figure 33 : UPGMA cluster des six espèces de genre Genista Le deuxième groupe est subdivisé en deux clades lui-même subdivisé en deux branches correspondant aux deux groupes écologiquement et morphologiquement bien différenciés. Le premier regroupe Genista saharae et G. microcephala le deuxième incluent Genista ulicina et Genista tricuspidata alors que Genista vepres se sépare d’eux, mais elle se sépare plus du deuxième groupe. La présente étude apporte de précieuses informations quant aux relations phylogéniques des espèces. Le concept de similitude peut être divisé en homologie et homoplasie. L'homologie est une similitude héritée d'un ancêtre commun, tandis que l'homoplasie est une similitude qui n'est pas héritée d'un ancêtre commun (Simpson, 1961). La figure 30 montre les relations de parentés entre les six espèces, construites à partir de l'analyse de 30 composés chimiques (caractères). Les taxons sont scindés en deux groupes. Le premier groupe est formé par Genista numidica (sect. spartocarpus), l’autre groupe est formé par l’ensemble des cinq espèces restantes. Au sein du second groupe on remarque que Genista saharae et G. microcephala, appartenant aux sections Spartidium et cephalospartum respectivement, sont étroitement apparentés puisqu’elles partagent les mêmes caractères ; en suppose qu’elles ont en commun une Chapitre III Résultats et Discussion 122 espèce ancestrale. Alors que G. ulicina et G. tricuspidata appartenant à la section Voglera sont étroitement apparentées puisqu’ils partagent les mêmes caractères chimiques. Du point de vue de la similitude globale, on peut juger que d'après la figure 30, les taxons G. tricuspidata et G. vepres (sect. Voglera) se ressemblent plus que chacun d'eux ne ressemble à G. ulicina (tricuspidata et G. vepres). On conclue que les partages de certains caractères chimiques, n'indiquent pas une étroite parenté phylogénétique. Les groupes (Genista saharae, G. microcephala et G. ulicina, G. tricuspidata) peuvent être considéré comme monophylétiques, tandis que le groupe (G. tricuspidata, G. vepres) est dit paraphylétique, et par conséquent, n'a pas d'histoire propre : ce n'est pas un groupe naturel. Les taxons étroitement apparentés (Genista saharae, G. microcephala) et (G. ulicina, G. tricuspidata) sont appelés groupes frères. Par ailleurs, G. vepres est le groupe frère de (G. ulicina, G. tricuspidata) et Genista numidica et plus proche de G. saharae. Donc c’est un groupe frère à Genista saharae, G. microcephala et par conséquence un groupe frère à l’ensemble des six espèces. D’après Darlu et Tassy (1976), plus il y a de caractères en communs entre deux taxons et plus leur ancêtre commun est récent. Donc en peut prétendre que Genista saharae, G. microcephala ont un parent plus récent par rapport à Genista numidica qui pourrait avoir un parent plus anciens par rapport à l’ensemble des autres espèces. 3- Hérédité chez le genre Genista Les investigations sur l’huile essentielle ont montrées que la concentration en composés identifiés de nos espèces est hétérogène et très variable. Cette variabilité au sein des espèces du genre Genista indique la présence d’une variabilité génétique. Le contrôle monogénétique de la synthèse de plusieurs composés à été prouvé chez plusieurs espèces. Ce contrôle se fait par un gène majeur et les allèles de richesse et de pauvreté sont pratiquement codominants. Les composés à distribution trimodale, généralement, sont sous contrôle monogénétique (Baradat et al., 1972 ; Marpeau et al., 1975, 1983 ; Cahoon et al., 1992; van de Loo et al., 1995 ; Jaworski et Cahoon, 2003 ; Bojovic et al., 2005) Chapitre III Résultats et Discussion 123 La mise en évidence de ce contrôle génétique pour les espèces étudiées est expliquée par la forme des histogrammes de la concentration en ces composées. 31 composés issus de l’analyse des huiles essentielles montrent une distribution trimodale. Ces produits sont rassemblés en 4 groupes 1- Le premier groupe La distribution des concentrations de ces composants chez les espèces du genre Génista suggère que sont sous le contrôle monogénétique (figure 34). Le coefficient d’aplatissement très voisin de 2, est tout à fait compatible avec une distribution normale. La courbe de distribution est aplatie et dissymétrique à gauche. Les espèces riches en ces produits sont bien représentées par contre les espèces à génotypes hétérozygotes et les génotypes de pauvretés sont faiblement représentés. 2- Le deuxième groupe Le coefficient d’aplatissement est proche de 2, les génotypes hétérozygotes sont très représentés, mais il existe une légère dissymétrie dans la distribution des génotypes. On remarque que les espèces à génotypes de pauvretés sont plus représentées que ceux à génotypes de richesses (figure 35). 3- Le troisième groupe On s'aperçoit que la courbe de distribution des composants de ce groupe est asymétrique. Les espèces à faible et forte concentration sont plus représentées alors que les génotypes hétérozygotes sont absents (Figure 36). Les produits à faible concentration sont mal représentés chez les espèces étudiées. Pour les composants (acide tétradécaoïque et l’acide n-héxadécanoïque) la distribution des génotypes est équivalente. 4- Le quatrième groupe Dans ce groupe la distribution des produits est normal, et la concentrataion des composés de ce groupe est homogène (Figure 37). Les produits qui présentent cette distribution sont l’acide tétradécanoïque, l’acide n-héxadécanoïque et le pentadécanal. Chapitre III Résultats et Discussion 124 Cette analyse fait ressortir un fort déficit en hétérozygotes, 72% des composants mogéniques ont des effectifs hétérozygotes faibles, au sein des populations étudiées. Ce phénomène a également été rencontré chez C. sempervirens (Korol and al., 1997 ; Papageorgiou and al., 1994 ; Raddi et Sümer, 1999) ainsi que chez de nombreuses autres espèces forestières, Gymnospermes ou Angiospermes (Chamberlin and al., 1996 ; Comps and al., 1990 ; El Mousadik et Petit, 1996). La présente étude apporte de précieuses informations quant à la diversité neutre (ou supposée neutre) mais ne permet pas de présager de l'importance de la variabilité des caractères adaptatifs chez les espèces. Aussi afin d'optimiser l'utilisation des ressources existantes, la connaissance de la variabilité des caractères de croissance, de résistance à la sécheresse, de forme... reste indispensable. Résultats et Discussion 125 Chapitre III 4 4 3 3 2 2 1 1 0 -0, 5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 2, 0 2, 5 0 3,0 -0,5 0, 0 0, 5 1,0 V3 1,5 2, 0 2,5 3,0 3, 5 V11 V3 = oct-1-en-3-ol V11 = linalol 4 3 3 2 2 1 1 0 -0, 5 0,0 0,5 1, 0 1, 5 2,0 2,5 3, 0 0 3, 5 -0,5 V41 0, 0 0,5 1, 0 1, 5 2,0 2, 5 3,0 3, 5 V 137 V41 = β-damacénone-(E) V137 = héptacosane 4 3 3 2 2 1 1 0 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1, 0 1,5 2, 0 2,5 3,0 3, 5 4,0 4, 5 5,0 5,5 6, 0 6,5 0 -0, 2 V12 0,0 0,2 4 4 3 3 2 2 1 1 N 5 0 0,5 1, 0 1,5 2, 0 2,5 V35 3,0 0,8 1,0 1,2 1,4 1, 6 1, 8 V30 = Théaspirane-A 5 0,0 0,6 V30 V12 = nonanal -0, 5 0,4 3,5 4,0 4, 5 V35 = 4-vinyl-2-méthoxy-phénol 5,0 0 - 0,5 0,0 0, 5 1,0 1,5 2,0 V136 2,5 3, 0 3,5 V136 = nonacosane Figure 34: Les composants riches chez espèces du genre Genista 4, 0 2, 0 Résultats et Discussion 126 Chapitre III 4 3 3 2 2 1 1 0 0 0, 0 0,5 1, 0 1,5 2,0 V13 4 2, 5 3 ,0 3, 5 -0,2 4,0 0, 0 0,2 0, 4 0,6 0 ,8 1, 0 1,2 1, 4 1,6 1, 8 V34 V34 = théspirane-B V134 = n-pentacosane 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 0 -1, 0 - 0,5 0,0 0, 5 1, 0 1, 5 2,0 2,5 3,0 V127 3, 5 4, 0 4,5 5,0 5 ,5 6, 0 6, 5 0 -2 -1 0 1 V127 = 9,12,15-octadécatriénoate de méthyl 4 2 3 4 5 6 V 128 7 8 9 10 11 12 V128 = acide linoléque 5 4 3 3 2 2 1 1 0 0 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 -0, 5 0, 0 0,5 1,0 1,5 2 ,0 V136 V71 V71 = acide dodécanoïque 2,5 3, 0 3, 5 4 ,0 0,8 0 ,9 V136 = nonacosane 3 5 4 2 3 2 1 1 0 - 0,4 - 0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1, 0 V 55 1,2 1,4 1,6 1,8 V55 = géranyl acétone Figure 34: Suite 2, 0 2,2 2,4 0 -0, 1 0, 0 0,1 0,2 0, 3 0, 4 V27 0,5 0,6 0, 7 V27 = acide nonanoïque 13 Résultats et Discussion 127 Chapitre III 3 3 2 2 1 1 0 0,4 0,6 0, 8 1,0 1, 2 1, 4 1,6 1, 8 2, 0 2,2 0 1 2 3 4 5 V 1 08 V108 = fanésylacetone 3 2 2 1 1 0 -0,2 0,0 0, 2 0 ,4 0,6 0,8 1,0 V54 7 8 9 10 V97 = 6,10,14-triméthyl-pentadécan-2-one 3 -0 ,4 6 V97 1 ,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2 ,2 0 2,4 -0,2 -0 ,1 0,0 0, 1 V54 = Néry acétone 0 ,2 0,3 0, 4 0,5 0,6 V13 2 0, 7 0,8 0, 9 1,0 1,1 1, 2 1,3 1 ,4 V132 = n-tricosane 4 3 3 2 2 1 1 0 -0,5 0, 0 0, 5 1 ,0 1,5 V 125 2, 0 2 ,5 3,0 3, 5 0 -0, 2 0,0 0,2 0,4 V125 = acide octadéca-9,12-diénoïque 0,8 1,0 V10 1 1 ,2 1,4 1, 6 1,8 2,0 V101 = phtalate 3 3 2 2 1 0, 6 1 0 1 2 3 4 5 6 V 1 23 7 8 V123 = trans phytol 9 10 11 0 -0,2 0,0 0,2 0, 4 0, 6 0,8 V 11 4 1 ,0 1,2 1, 4 V114 = iso phtalate Figure 35: Distribution trimodale pour les espèces riches en hétérozygoties 1, 6 Résultats et Discussion 128 Chapitre III 3 3 2 2 1 1 0 0 -0, 5 0, 0 0,5 1,0 1,5 2, 0 2,5 -0, 1 3,0 0, 0 0, 1 0, 2 0,3 0,4 V40 V17 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 V40 = acide décanoïque V17 = naphtalène 4 5 4 3 3 2 2 1 1 0 0 -0,1 -0,2 0,0 0, 2 0,4 0, 6 0, 8 1,0 1, 2 1, 4 0, 0 0,1 0,2 0,3 0,4 1,6 V84 0,5 0,6 0,7 0,8 0, 9 1, 0 V48 V48 = 4-(2,6,6-triméthylcyclohéxa-1,3-diényl)butan2-one V84 = α-cadinol Figure 33 : Distribution trimodale des composants chez les espèces à faible hétérozygotie Figure 36 : 1,2 1, 2 1,0 1, 0 0, 8 0,8 0, 6 0,6 0, 4 0,4 0, 2 0,2 0, 0 2 3 4 5 6 7 8 9 V95 10 11 12 13 14 15 16 0,0 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 V 115 V95 = acide tétradécaoïque V115 = acide n-héxadécanoïque 3 2 1 0 -0, 2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1, 8 2,0 2,2 V92 Figure 37 : Distribution trimodale des composants chez les espèces à faible hétérozygotie Résultats et Discussion 129 Chapitre III 4- Résultats microbiologiques Plusieurs huiles essentielles sont connues pour leurs activités biologiques, antibactériennes, antifongiques et anti-oxydantes. Les tests sont effectués par la méthode de l’aromatogramme qui permet de déterminer l’activité inhibitrice de croissance des huiles essentielles par la mesure du diamètre d’inhibition autour d’un disque de papier filtre imprégnés d’HE à la surface du milieu gélosé Mueller-Hinton dans des boite de pétri de 9 cm de diamètre préalablement ensemencées par 106 unité formant colonie (UFC)/ml. Les résultats sont exprimées par mesure du diamètre D des halos d’inhibition, en mm après 18h d’incubation à l’étuve à 37°C ; Ces résultats sont exprimés selon trois niveaux d’activités : Résistant (D = 6mm), Intermédiaire (13mm ≥ D > 6mm), Sensible (D > 13mm) (Billerberck et al., 2002). L’activité bactérienne des huiles essentielles est testée sur trois souches, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli et Staphylococcus aureus (tableau 30). Tableau 30 : Activités antibactérienne des huiles essentielles des six espèces Gentamicine G. vepres G. tricuspidata G. ulicina G. saharae G. microcephala G. numidica [C] ½ ¼ 1/8 ½ ¼ 1/8 ½ ¼ 1/8 ½ ¼ 1/8 ½ ¼ 1/8 1/2 1/4 1/8 S. aureus 15 mm 6.8 10 8 7.4 6.9 8.7 6.8 6.2 7.1 6.4 6.4 - P. aeruginosa 16 mm 7.6 7 6.2 7.3 6.3 7.9 6.6 12.6 9 6.5 - E. coli 11 mm 7 7.3 6 8.8 6.9 8 8 10.4 9.8 6.5 - Nous avons observées une activité inhibitrice intermédiaire des huiles essentielles de cinq espèces de Genista pour une HE pure, alors qu’elle est nulle pour Genista numidica pour toutes les concentres sur les 3 bactéries testés. Chapitre III Résultats et Discussion 130 L’Huile essentielle de Genista microcephala montre une activité plus importante avec des halos de 12,6 et 10,4 pour les bactéries à Gram négatif, Pseudomonas aeruginosa et Escherichia coli respectivement et de 7,1 mm pour Staphylococcus aureus pour une dilution de 1/2. Aux dilutions 1/4 et 1/8 les 3 bactéries restent sensibles montrant des zones d’inhibition comprise entre 13 mm ≥ D > 6mm (sensibilité intermédiaire). Pseudomonas aeruginosa présente une sensibilité pour les trois dilutions de l’huile essentielle de G. ulicina. Alors que S. aureus est sensible pour les dilutions 1/2, 1/4 et 1/8 de l’HE de G. saharae. Genista tricuspidata indique des halos d’inhibitions intermédiaires pour les trois souches pour les dilutions 1/2 et 1/4, alors qu’elle est nulle pour la concentration 1/8. Saurat et Thomas, (2009), signalent que les acides gras libres ont une activité antimicrobienne sur Staphylococcus aureus et sur Streptococcus. La Camera et al., 2005, constate que le métabolisme des acide gras est particulièrement actif lors des infections microbiennes, sans que les mécanismes de leurs mobilisations soient bien connus. Les acide gras libres, comme l’acide linoléique possède une grande activité inhibitrice sur Staphylococcus aureus, Escherichia coli et Pseudomonas aeruginosa. Les concentrations minimales inhibitrices d’acide oléique et l’acide palmitique sont pour ces même bactéries, très supérieurs à celle de l’acide linoléique (Sirot et al., 1983). Bouhdid (2009) souligne que les huiles essentielles dont les composants majoritaires sont des phénols ou des aldéhydes expriment la plus grande activité antibactérienne. Malgré la richesse des espèces en acides gras, l’activité antimicrobienne reste moyenne à faible sur les trois souches bactériennes cela peut être expliqué par la concentration des acides linoléique et oléique qui jouent un rôle essentiel dans l’inhibition bactérienne. En plus le taux des aldéhydes et des phénols ne sont pas assez important pour justifier une activité plus importante. Chapitre III Résultats et Discussion 131 CONCLUSION La révision concernant les espèces du genre Genista L. (Fabaceae-Genisteae) a permis de détecter des facteurs responsables de la confusion botanique du genre avec les différents genres de la tribu et essentiellement avec le genre Cytisus. Cette révision a parmi la séparation des genres sur la base des caractères morphologiques, sérologiques et caryologiques. La question de la position taxonomique de Genista L. et les genres alliés reste d’actualité. Au sein des Genisteae, deux grandes lignes se sont développées, en plus du groupe «primitif» qui comprend Cytisophyllum, Hesperolaburnum, Laburnum et Podocytisus: celui qui résulte du groupe Cytisus et l'autre du groupe Genista (Cusma et al., 2009). Certains chercheurs estiment que les taxons du genre Genista ainsi que la tribu sont en stade évolutif du fait de la présence des aneuploïdies et la diversité du nombre de base chromosomiques. Pour notre part, nous rejoignons cette dernière opinion, en raison de l’observation de plusieurs nivaux de ploïdie et avec des nombres chromosomiques de base très diversifiés 9, 12 et 13. Les dénombrements chromosomiques, portés sur six espèces endémiques du genre Genista L., ont permis de distinguer deux niveaux de ploïdie. - Un tétraploïde à 2n = 4x = 52 pour Genista vepres Pomel. - Un tétraploïde à 2n = 4x = 48 + 2B pour Genista tricuspidata Desf. - Un tétraploïde à 2n = 4x = 48 + 2B pour Genista microcephala Coss & Dur. - Un tétraploïde à 2n = 4x = 36 pour Genista numidica Spach. - Un diploïde à 2n = 2x = 18 pour Genista saharae Coss. & Dur. - Un diploïde à 2n = 2x = 18 pour Genista ulicina Spach Les résultats caryologiques des espèces de la section Voglera sont hétérogènes présentant trois nombres chromosomiques de base secondaires (x = 9, 12 et 13). Nous avons pu établir les caryogrammes de Genista saharae et de Genista ulicina qui sont constitués de 9 paires chromosomiques dont 6 métacentriques et 3 submétacentriques avec une longueur totale variant de 3,56 à 2,36µm, pour la première Chapitre III Résultats et Discussion 132 espèce, et 7 chromosomes métacentriques et 2 submétacentriques avec une longueur totale variant de 3,2 à 2,9 µm pour Genista ulicina. Le caryotype de Genista saharae est qualifié de symétrique et primitif, car les chromosomes possèdent des centromères métacentriques et submétacentriques et leurs tailles sont presque similaires. Nous avons classé les espèces poplyploïdes, Genista tricuspidata Desf., Genista vepres Pomel, Genista numidica Spach et Genista microcephala Coss. & Dur. comme des néoendémiques, alors que les espèces diploïdes, Genista saharae Coss. & Dur. et Genista ulicina Spach sont des paléoendémiques. D’un point de vue chimiotaxonomique, la comparaison des profils chromatographiques par GC et GC/MS des six espèces, montrent une richesse de l’huile essentielle en acide gras et une abondance faible du point vue quantitative et qualitative des mono et sesquiterpènes. L’acide palmitique est le plus abondant entre 65et 45,3%, les monoterpènes représentent un taux de 5,49% en comparaison avec les autres espèces. Pour ce qui est des sesquiterpènes leur présence se révélé significative chez Genista tricuspidata et Genista microcephala. Le trans-phytol qui est un diterpène alcool est très présent chez Genista tricuspidata. Sur l'ensemble des composants identifiés, nous constatons que Genista tricuspidata, Genista numidica et Genista vepres possèdent un nombre élève de produits contrairement à Genista microcephala qui possède 27 produit seulement. L'analyse en composantes principales et la taxonomie numérique, ont donné un coefficient de similitude entre les espèces, tend vers une similitude absolue (94%); les affinités entre eux sont très étroites. Les analyses multivariables nous a permit de démontrer les liens de parentés entre les différente espèces, Les affinités sont relativement élevées, entre Genista tricuspidata, Genista ulicina et Genista vepres qui appartient à la même section. Malgrés que Genista microcephala et Genista saharae n’appartient pas à la même section l’UPGMA les regroupes dans la même branche, alors que Genista numidica se sépare d’elles. Jusqu'à présent, il n'est pas évident de tirer des conclusions phylogéniques des modes de distribution des composées chez les espèces étudiées, car d'une part elles ne Chapitre III Résultats et Discussion 133 peuvent pas être représentatives du genre Genista L. et d'autre part les huiles essentielles de la majorité des genres de la tribu des Genisteae ne sont pas analysés chimiquement. D'autres investigations chimiques (alcaloïdes et flavonoïdes), sérologique et analyse de l’ADN chloroplastique, sont nécessaires pour obtenir plus d'informations taxonomiques et phylogéniques, concernant le genre, les unités infraspécifiques, ainsi que les genres de la tribu des Genisteae se trouvant en Algérie. Ajouté à cela les nombres chromosomiques, les indications phytosociologiques, les aires de répartitions etc..., rapportent d’autant d'informations complémentaires qui aident à la connaissance du genre. Les huiles essentielles des ces espèces, ont été testée sur trois souche bactériennes, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa et Saphylococcus aureus. Les bactéries testées présentent une activité très faible à nul. Nous espérons que les éléments réunis dans le présent travail contribueront à faire progresser les connaissances systématiques de ce groupe d'espèces connu pour sa complexité. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES . 134 Références Bibliographiques ADAMS R.P., 1989. Identification of Essential Oils by Ion Trap Mass Spectroscopy. Academic Press, U.S.A., 302 p. AFNOR (Association Française de Normalisation), 1978. Épices et aromates, Paris, NF V00 0001. AFNOR (Association Française de Normalisation), 1996. Huiles essentielles, recueil de normes françaises, 5ème éd., 1, échantillonnage et méthode d'analyse, 2, spécifications, Paris. AGELET A. and VALLÈS J., 2003. Studies on pharmaceutical ethnobotany in the region of Pallars (Pyrenees, Catalonia, Iberian Peninsula). Part II. 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Taxons n acanthoclada DC ssp acanthoclada 2n CARDONA & ca 36 CONTANDRIPOULOS, 1983 72 72 ssp fasciculata 52 36 aetnensis (Biv)DC. 26 52 24 48 berberida(Ortega)L. cadasomensis Vals. ssp cinerea 48 24 VILLA, 1988 Sarda Grèce Italie VILLA, 1988 VILLA, 1988 48 24 48 24 ssp leptoclada(WiI)B.M. 24 24 24 ssp speciosa Los. & R.G. 24 France FORISSIER, 1973 LÔVE & KJELLQUIST, 1974 SANTOS, 1944 GRAMUGLIO & RESSO, 1967 France FERMANDES and al., 1977 SANUDO, 1972 NAVARRO & GALLEGO, 1984 VILLA, 1988 VILLA, 1988 FERMANDES, SANTOS. 1971 FERMANDES, & QUEIROS, 1978 SANUDO, 1972 VILLA, 1978 Espagne Espagne Sardegne Sardegne Portugal Portugal Espagne Sardegne SANUDO, 1971 FORISSIER, 1973 AFZAL-RAFII, BOSC M.P.et VIANO France J., 1986 SANUDO, 1972 AFZAL-RAFII, BOSC M.P.et VIANO Esp.Baléa J., 1986 SANUDO, 1971 Espagne 48 24,48 SANUDO, 1972 ssp cinerascens Lange Baléares GADELLA & KLIPHUIS, 1966, 1967 24 arbusensis Val. aspalathoides Lam. Grèce Baléares MAUDE, 1939, 1940 42 48 48 48 48 12 18 18 36 36 36 48 24 48 anglica L. Provenance LÔVE A., 1983 CARDONA & CONTANDRIOPOULOS, 1983, FORISSIER, 1973 21 21 21 cinerea(VILL.)DC. Auteurs CONTANDRIOPOULOS & CARDONA, 1983, 1984 RODON-SEIDENBINDER, DEA. 1983 RIVAS-MARTINEZ(in CAR. & CONT., 1983) CARDONA, 1976 SANUDO, 1972, 1973 CONTANDRIOPOULOS & CARDONA, 1984 SANUDO, 1971, 1972 Espagne Espagne France Espagne Baléares Baléares Espagne I Annexe . Tableau annexe : Suite Taxons 2 Auteurs CARDONA & 48 CONTANDRIOPOULOS, 1983 48 VILLA, 1978, 1980 corsica(Loisel)DC Provenance Espagne Sardagne 48 CONTANDRIOPOULOS, 1957, 1962 corsiva( Loisel)DC. campestris Jank carpetana Lesc ex L delphinensis Vrel. desélsolana Val, 48 CONTANDRIOPOULOS, 1969 20 22 48 MURIN & NESCHOLOVA, 1913 40 SANUDO, 1971, 1973 LOVE A., 1973 Cen. Europe Espagne France 18 VILLA, 1988 Sardagne 96 9G 50 48 dorycnifolia Font Q. ssp dorycnifolia ssp grosii Font Q. 48 elator Koch 48 18 36 3G falcata Brot. 18 3G 48 42 48 ferox (Biot.)Polret florida L. 24 15 ssp florida 24 28 48 ssp leptoclada Willk 22 germanica L. haenseleri Boiss hirsuta Vahl. hispanica L. ssp hispanica ssp occidentalis Rouy 48 30 48 20 24 18 18 18 18 18 SANTOS, 1948 FORISSIER, 1973 CARDONA & LOVE A , 1983 CARDONA et CONTANDRIOPOULOS, 1983 MURIN et NESCHOLOVA, 1973 SANTOS, 1944 VALDES, 1971 SANUDO, 1972 FERMANDES, SANTOS et FERMANDES et QUIEROS, 1978 VILLA, 1978, 1980 YEXOB, 1931 TSCHECHOW, 1931 SANUDO, 1972 SANTOS, 1944 NAVARRO & LOPEZ, 1984 SANTOS. 1945 SANUDO,1972, 1973 FERMANDES, SANTOS & Q OS 1972 19 SANUDO. FORISSIER, 1973 46 48 REESE, 1952 42 HOLUB, 1970 SANUDO, 1971 32 FERMANDES & QUIEROS, 1978 SANUDO, 1972 SANUDO, 1971 SANUDO, 1972 FORISSIER, 1973 SANUDO, 1972 FORISSIER, 1973 Alep Baléares Europe Portugal Portugal Portugal Sardaigne USSR N. Afrique Espagne Holande Espagne Portugal Espagne France Espagne Portugal Espagne France Espagne II Annexe . Tableau annexe : Suite Taxons hungaarica Kerner n 12 hystrix Lange ssp hystrix Ssp legionensis(Pau)P.G. januensis Viv. lanuginosa lobelii DC. ssp longipes lydia Boiss 24 mayeri Jank micrantha Ortega 18 morisii Coll. obtusirramea Gay ovata Waldst & Kit 11 22 11 pilosa L. 2n 96 24 Auteurs Provenance MURIN & NESCHOLOVA, 1973 Cen. Europe SANUDO, 1973 SANUDO, RUIZ R. & 26 Portugal FERMNANDES, 1977 26 FERMANDES & QUIEROS, 1978 Portugal 24 SANUDO, 1973 SANUDO, RUIZ R. & 26 FERMANDES, 1977 40 SANUDO, 1971 24 FORISSIER, 1973 Italie 24 TSCHECHOW, 1931 SANUDO, 1972 Espagne 18 VILLA, 1988 Sardagne 18 36 SANUDO, (1971, 1974 & 1975) KOZMAROV & KUZMANOVI, 48 Europe 1970 48 MURIN & NESCHOLOVA, 1973 Cen. Europe SANUDO, 1972, 1973 Espagne 36 NAVARRO & LOPEZ, 1984 Espagne 48 VILLA, 1978, 1980 Sardagne 48 SANUDO, 1972 Espagne 48 GILOT, 1965 Danemark FORISSIER, 1973 France LOVE A.. 1973 France 24 LOVE & KJELLQUIST, 1974 22 24 24 24 24 30 72 48 TSCHECHOW, 1931 Suisse BAKASAS( in LOVE & LOVE, Autriche 1961) GILOT, 1965 SANUDO, 1971 Espagne SANUDO, 1971 Espagne NAVARRO & LOPEZ, 1984 Espagne SANUDO, 1972 Espagne MURIN & NESCHOLOVA, 1973 Cen. Europe 18 CUSMA et al., 2009 24 polianthos R. polygaliphylla Brot, pseudopilosa Cosson pubescens Lange Pulchella ssp. pulchella 12 36 Ssp. aquilana Pumila ssp mugronensis ssp pumila radiata ramosissima (Desf)P. 25 24 SANUDO, RUIZ & FERMANDEZ, 1975 18, 24 CUSMA et al. 2009 18 SANUDO, 1971 36 SANUDO, 1971 LOVE A., 1973 48 SANTOS, 1944 SANUDO, 1972 Croatia Italie Italie Portugal Espagne III Annexe . Tableau annexe : Suite Taxons sanabrensis Val. B. n 2n 12 24 NAVARRO, GALLEGO & CABEZAS, 1984 Espagne 52 VILLA, 19884 Italie sardoa 36, 72 48 40 40 18 scorpius (L.) DC. salzmannii DC. spartioides Spach, ssp retamoides (Sp.)R.G. sulcitana Val tanaitica Smi. tinctoria L. 40 16 16 16 18 28 tridentata L. 36 Provenance Grèce Sardagne Espagne Italie SANUDO, 1971 VILLA, 1988 FORISSIER, 1973 FORISSIER, 1973 TSCHECHOW, 1931 SANTOS, 1945 GADELLA & KLIPHUIS, 1966 120 VERLAQUE, 1988 GARAJAVA (in 48 BOSKHOWSKIH, 1969) 96 96 48 18 30 32 tournefourtii Spach tridens (Cur) DC. CONTANDRIOPOULOS & CARDONA, 1984 VILLA, 1978, 1980 LORENZO & GARCIA, 1950 SANUDO, 1971 VILLA, 1988 18 24 48 48 48 24 var elata (Moench)A.G. var angustifolia Ledeb toluensis Val. triacanthos Brot. Auteurs SANUDO, 1971 SANUDO, 1972 TSCHECHOW, 1931 VILLA, 1988 SANUDO, 1972 FERMANDES & SANTOS, 1971 FERMANDS, SANTOS & 32 QUIEROS, 1977 NAVARRO, SANCHEZ & 30 GALLEGO, 1985 36 NAVARRO & LOPEZ, 1984 24 NAVARRO & LOPEZ, 1984 FORISSIER, 1973 SANUDO, 1972 FERMANDES & SANTOS, 1975 36 32 HORGALES, 1974 36 NAVARRO & LOPEZ, 1984 FERMANDES & SANTOS, 56 1972 56 SANUDO, 1974 56 NAVARRO & LOPEZ, 1964 SANUDO, 1972 Sardaigne Moscow Suisse Autriche Irlande Italie USSR Espagne Espagne USSR Sardagne Espagne Espagne Espagne Espagne Portugal Espagne Espagne IV Annexe teretifolia Wilk triangularis Kit var jajuensis umbellata (L'her)P var equisetiformis valentina (Willk) S. . 24 24 23 48 48 48 50 46 42 23 48 48 SANUDO, 1972 SANUDO, 1972 TSCHECHOW, 1931 SANUDO, 1973 SANTOS, 1944 SANUDO, 1973 SANUDO, 1972 CARDONA, 1976 Espagne Espagne S.E.Europe Portugal Espagne V Etude Caryologique et Phytochimique de Six Espèces endémiques du genre Genista L. en Algérie Résumé : L’étude des espèces endémiques du genre Genista L. a mis en évidence 4 espèces polyploïdes, G. tricuspidata, G ; microcephala à 2n = 48 + 2B, G. vepres à 2n = 52 et G. numidica à 2n = 36 ; et deux espèces diploïdes G. saharae et G. ulicina à 2n = 18. L'analyse des huiles essentielles de six espèces endémiques du genre Genista L. par GC et par GC/MS a permis d'identifier 177 composés avec une variabilité interspécifique importante dont l’abondance des acides gras. Les huiles essentielles de ces espèces montrent une activité antimicrobienne faible. Mots clefs : Genista, Caryologie, Chromosome, composition de l'huile essentielle, Acide gras, Activité biologique, Algérie Karyology and phytochemical study of six endemic species of the genus Genista L. in Algeria Abstract: The study of endemic species of genus Genista L. highlighted four polyploid species, G. tricuspidata, G. microcephala à 2n = 48 + 2B, G. vepres à 2n = 52 and G. numidica à 2n = 36, and two diploid species G. saharae and G. ulicina à 2n = 18. The essential oil Analysis by GC and GC/MS allowed the identification of 177 compounds with interspecific variability and the abundance of fatty acids. The essential oil of these species shows a low antimicrobial activity. Keywords: Genista, Karyology, Chromosome, Essential oil, fatty acid, Biological activity, Algeria ( ﺑﺎﻟﺠﺰاﺋﺮGenista L.) اﻟﺪراﺳﺔ اﻟﻜﺮﻳﻮﻟﻮﺟﻴﺔ واﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ﻟﺴﺘﺔ أﻧﻮاع ﻣﺴﺘﻮﻃﻨﺔ ﻣﻦ ﺟﻨﺲ : ﻣﻠﺨﺺ . أﻧﻮاع ﻣﺘﻌﺪدة اﻟﻤﺠﻤﻮﻋﺔ اﻟﻜﻮﻣﻮزﻣﻴﺔ4 ﺳﻤﺤﺖ ﻧﺘﻌﻴﻦGenista L. دراﺳﺔاﻷﻧﻮاع اﻟﻤﺴﺘﻮﻃﻨﺔ ﻟﺠﻨﺲ وﻧﻮﻋﻴﻦ ﺛﻨﺎﺋﻲ اﻟﻤﺠﻤﻮﻋﺔ, G. vepres 2n = 52 et G. numidica 2n = 36, G. tricuspidata, G. microcephala 2n = 48 + 2B ﺳﻤﺢ ﺑﺎﻟﺘﻌﺮف ﻋﻠﻰGC/MS وGC ﺗﺤﻠﻴﻞ اﻟﺰﻳﻮت اﻷﺳﺎﺳﻴﺔ ﺑﺎﺳﺘﻌﻤﺎل.G. saharae et G. ulicina à 2n = 18 اﻟﻜﺮوﻣﻮزﻣﻴﺔ أﻇﻬﺮت اﻟﺰﻳﻮت اﻷﺳﺎﺳﻴﺔ وﺟﻮد ﻧﺸﺎﻃﻴﺔ ﺿﻌﻴﻔﺔ ﺿﺪ،ﻣﺮآﺐ آﻴﻤﻴﺎﺋﻲ ﻣﻊ وﺟﻮد ﺗﻐﺎﻳﺮ ﺑﻴﻦ اﻷﻧﻮاع ووﻓﺮة اﻷﺣﻤﺎض اﻟﺪﺳﻤﺔ177 اﻟﻤﻴﻜﺮوﺑﺎت Genista, Caryologie, Chromosome, composition de l'huile essentielle, Acide gras, : اﻟﻜﻠﻤﺎت اﻟﻤﻔﺘﺎﺣﻴﺔ Activité biologique, Algérie